新型的半导体材料是什么？

美国佛罗里达大学研究人员宣布，他们在新半导体的设计方面取得突破，从而率先为一种新型电子开关开发出重要的基础材料，这种基础材料很可能提供平稳的不间断的电力供应。这项研究成果可能成为21世纪汽车工业和尖端军事硬件使用的重要材料，行业杂志《化合物半导体》对这项研究成果作了介绍。

佛罗里达大学四位材料学教授和两位化学工程教授用氮化镓材料设计了一种称之为“金属氧化物半导体场效应晶体管”的基本电子结构。

佛罗里达大学的科学家和圣巴巴拉加州大学的科学家们还最先设计并展示了一种与之相关的“双极晶体管”。

参加研究的佛罗里达大学材料学教授斯蒂芬·皮尔顿说，这两项研究成果是朝着制造氮化镓半导体开关迈出的重要步骤。这种开关将确保供电系统今后能实现高质量的电力输送。

他说，美国供电系统目前使用大型机械中继开关和硅开关输送电力，但是这两种开关都存在严重的缺陷。用氮化镓开关替代上述两种开关输送电力可以收到良好的效果。

皮尔顿说：“如果能用电子开关替换全部机械中继开关和硅开关，输送电力的速度更快，问题也大大减少。”

随着电子产品越来越小，密度越来越大，工作中的它们也变得越来越热。它们的组件在高温下不能发挥最好的作用，而如何处理电子流过半导体时产生的不断上升的热量，是一项艰巨且日益紧迫的技术挑战。

冷却部件的方法有很多种，从简单的风扇冷却换热器到更紧凑和复杂的系统。后者包括在半导体芯片上安装一个微小的装置，这个装置有流体输送的微通道，通过微通道将热量带走。这些通道必须尽可能小，以便在单个芯片上安装更多的通道。但是通道越小，液体流动所需的压力就越大，这个压力需要大量的能量。

现在，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的科学家们说，他们已经开发出一种新技术，使这种系统更节能。在这种新颖的方法中，微通道网络的结构设计灵感来自于人体循环系统，它是在半导体内部构建的，而不是随后附着在半导体上。这项发现被发表在了《自然》杂志上。

EPFL电子工程研究所的教授elisonmatioli和他的同事们使用了一种芯片，该芯片由一种叫做氮化镓（镓）的半导体材料薄层组成，覆盖在较厚的硅衬底上。在普通芯片中，这种衬底只支持氮化镓层。但在新的系统中，微通道被刻在基板上，并与芯片中最容易发热的部分精确对齐。

为了解决通过微小通道泵送水或另一种冷却液所需的高能量问题，研究人员设计了一种由较宽通道组成的分配网络，该网络仅在热量集中的精确位置变窄。这种安排大大减少了所需的总能量。

马蒂奥利说：“这就像人体的循环系统，由较大的血管组成，血管只会变薄，在身体的某些部位转化为毛细血管。

具体设计如下：

半导体设计中CD指的是扩散电容，当有外加正向偏压时，在p-n结两侧的少子扩散区内，都有一定的少数载流子的积累，而且它们的密度随电压而变化，形成一个附加的电容效应，称为扩散电容。

半导体设计中BAR应该是指条形激光器的限制条，主要是限制电流截面积，降低阈值电流密度。

半导体（Semiconductor）是一种电导率在绝缘体至导体之间的物质，其电导率容易受控制，可作为信息处理的元件材料。从科技或是经济发展的角度来看，半导体非常重要。很多电子产品，如计算机、移动电话、数字录音机的核心单元都是利用半导体的电导率变化来处理信息。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。

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