About / Advertise
I teorin är diamant ett utmärkt halvledarmaterial. Men i praktiken har diamanterna hållit för dålig kvalitet för att kunna utnyttjas inom elektronik. Tills nu, då forskare i Uppsala lyckats få fram de första lovande komponenterna från syntetiska diamanter.
I Uppsala finns en av världens första fungerande elektronikkomponenter gjord i diamant - en schottkydiod med 2 V framspänningsfall och 2,5 kV blockeringsförmåga.- Så bra värden tog det många år att nå med konventionell bipolär teknik. Med diamant tror vi oss ha möjlighet att snabbt nå mycket högre, säger Jan Isberg, på Ångströmlabbet vid Uppsala Universitet.
Diamantdioden är frukten av ett omfattande forskningsarbete där Uppsala Universitet, ABB och den sydafrikanska diamantjätten De Beers samarbetat i många år. Genombrottet - en metod att framställa tillräckligt ren syntetisk diamant - publicerades nyligen i tidskriften Science. För rent teoretiskt är diamanten ett svårslagbart halvledarmaterial. Det har högt bandgap, precis som kiselkarbid och galliumnitrid, men har i teorin högre spänningsmobilitet och dessutom bättre termiska egenskaper än dessa.
Naturliga diamanter är dock inte tillräckligt rena för att kunna användas. Och de syntetiska diamanter som hittills tagits fram har bara varit 100 μm tjocka, och inte heller de tillräckligt rena. De Beers brittiska forskarlag har löst detta genom ny teknik för kemisk plasmadeposition (CVD). Deras diamant har dubbelt så hög mobilitet som såväl naturliga som tidigare framställda syntetiska diamanter. Hög mobilitet betyder låga förluster. Laddningarna i denna diamant har också hundra gånger längre livstid, vilket är ett mått på renheten.
Det är befogat att tala om ett forskargenombrott. Diamantdioden i Uppsala är bara början.
- Vi är i ett mycket tidigt stadium i S-kurvan. Till en början siktar vi på att ta fram dioder och fälteffekttransistorer. Än så länge jobbar vi med enkla medel, säger Isberg.
Såväl De Beers som Uppsala Universitet tänker förstås jobba vidare med tekniken. De Beers letar industriella partner, och universitetet söker medel för komponentutveckling.
- Jag hoppas att vi kan starta ett projekt senast nästa år, säger Isberg.
Adam Edström
