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A 200 grados Celsius y un voltaje directo de 40 voltios, mostraron una densidad de corriente máxima de 5,39 miliamperios por milímetro.
En la búsqueda de la neutralidad de carbono para 2050, investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han logrado avances innovadores con un dispositivo semiconductor de diamante. Este dispositivo presenta el voltaje de ruptura más alto y la corriente de fuga más baja entre los dispositivos de diamante, lo que marca un paso significativo hacia tecnologías eficientes para la transición a la energía renovable.
Se desarrollaron diodos de barrera Schottky laterales (SBD) tipo p a base de diamante con una capa de deriva de 2 micrones de espesor, con y sin placas de campo de Al2O3. Los contactos Schottky, formados por capas de Mo, Pt y Au, tenían una altura de barrera de 1,02 ± 0,01 electronvoltios. Los contactos óhmicos hechos de Ti, Pt y Au alcanzaron una resistencia de contacto óhmica específica de aproximadamente 1,25 × 10 ^ −4 ohmios-centímetros cuadrados.
Un estudio detallado de sus características de polarización directa e inversa reveló que ambos tipos de SBD mantienen una relación de rectificador superior a 107 a temperatura ambiente. A 200 grados Celsius y un voltaje directo de 40 voltios, mostraron una densidad de corriente máxima de 5,39 miliamperios por milímetro.
Su densidad de corriente de fuga se mantuvo estable a temperatura ambiente para ambos tipos de diodos en alrededor de 0,01 miliamperios por milímetro. El SBD sin la placa de campo de Al2O3 logró un voltaje de ruptura de 1159 voltios, mientras que el que tenía la placa de campo de Al2O3 mostró una estabilidad significativamente mayor a un voltaje de bloqueo de 4612 voltios, superando a muchos SBD de diamante descritos anteriormente.
Actualmente, los dispositivos eléctricos controlan el 50% de la electricidad mundial. Se espera un aumento del 80% para 2050, mientras que al mismo tiempo la demanda de electricidad también aumentará un 50%. Las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina enfatizan la urgencia de modernizar la red eléctrica para apoyar el uso de energías renovables y reducir las emisiones de combustibles fósiles.
Si bien el diamante a menudo se asocia con el lujo, el diamante sintetizado en laboratorio ofrece una alternativa de semiconductor asequible y sostenible. Creado con abundante carbono, este diamante artificial produce muchas menos emisiones de carbono en comparación con la formación natural de diamantes.
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