【产通社，6月18日讯】布里斯托尔大学（Bristol University）的一个团队开发了SLCFET，这是一种突破性的晶体管结构，利用GaN材料中的锁存效应来提高速度和功率，推进6G的未来。

自动驾驶汽车可以消除交通堵塞，在不离开家的情况下立即获得医疗诊断，或者感受到整个大陆亲人的触摸，这听起来像是科幻小说。然而，由于半导体技术的突破性进展，布里斯托尔大学领导并发表在《自然电子》杂志上的新研究可能会使这些可能性更接近现实。

这些未来概念依赖于比当前网络允许的速度更快的通信和传输大量数据的能力。为了支持这一点，物理学家开发了一种创新的方法来加快许多用户之间的数据传输，有可能在全球范围内进行。


创新带来无限可能


在未来十年内，以前几乎不可想象的技术将会广泛应用于改变人类的各种体验。可能的好处也是深远的，包括远程诊断和手术的医疗保健的进步，虚拟教室，甚至虚拟假日旅游。此外，先进的驾驶辅助系统在改善道路安全和工业自动化以提高效率方面有很大的潜力。可能的6G应用不胜枚举，极限仅仅是人类的想象力。

创新半导体发现有助于推动这些发展的速度和规模。人们普遍认为，从5G到6G需要半导体技术、电路、系统和相关算法的重大升级。例如，所涉及的关键半导体组件——由氮化镓(GaN)材料制成的射频放大器——必须变得更快，产生更多功率，并以更高的可靠性运行。


释放下一代放大器的能量


国际科学家和工程师团队测试了一种新的架构，该架构显著提升了GaN放大器的性能。这一突破是通过发现GaN中的闩锁效应实现的，这导致了射频器件性能的重大改善。这些下一代设备使用平行通道，需要100纳米以下的侧鳍——一种控制流经设备的电流的晶体管。

共同首席作者、布里斯托尔大学荣誉副研究员Akhil Shaji博士解释说:“我们与合作者一起试验了一种设备技术，称为超晶格城堡场效应晶体管(SLCFETs)，其中1000多个宽度低于100纳米的鳍有助于驱动电流。虽然SLCFETs在相当于75千兆赫-110千兆赫的W波段频率范围内表现出最高的性能，但其背后的物理机制却不为人知。

研究人员需要通过同时使用超精密电子测量和光学显微镜来精确定位这种效应发生的位置，以便进一步研究和理解。在分析了1000多个鱼鳍后，研究结果将这种影响定位到最宽的鱼鳍。

Kuball教授也是皇家工程院新兴技术主席，他补充说:“我们还使用模拟器开发了一个3D模型来进一步验证我们的观察。下一个挑战是研究实际应用中闩锁效应的可靠性。该设备经过长时间的严格测试，表明它对设备的可靠性或性能没有不利影响。

“我们发现驱动这种可靠性的一个关键方面是每个鳍片周围的一薄层电介质涂层。但主要的收获是显而易见的——闩锁效应可以用于无数的实际应用，这可能有助于在未来几年以许多不同的方式改变人们的生活。”


展望未来的应用


这项工作的下一步包括进一步提高设备能够提供的功率密度，以便它们能够提供更高的性能，服务于更广泛的受众。行业合作伙伴也将把这种下一代设备推向商业市场。

布里斯托尔大学的研究人员在改善各种不同应用和设置的电气性能和效率方面处于领先地位。

Kuball教授领导着设备温度记录和可靠性中心(CDTR ),该中心正在为网络零点以及通信和雷达技术开发下一代半导体电子设备。它还致力于利用宽带隙和超宽带隙半导体改善器件的热管理、电气性能和可靠性。

查询进一步信息，请访问官方网站https://scitechdaily.com/new-semiconductor-technology-could-supercharge-6g-delivery/，以及DOI: 10.1038/s41928-025-01391-5。（Robin Zhang，产通数造）