• Hoppa till huvudnavigering
  • Hoppa till huvudinnehåll
  • Hoppa till det primära sidofältet
  • Hoppa till sidfot

SE Nytt

Elektroniknytt i Skandinavien

  • Hem
  • Nyheter
    • Nyheter · Elektronik
    • Nyheter · Telekom
    • Nyheter · Energi
    • Nyheter · Ekonomi
    • Nyheter · FoU
  • Om oss
  • Kontakt
Hem » Forskare på Chalmers optimerar transistorer

Forskare på Chalmers optimerar transistorer

11 november 2014 – Jonas Karlsson

Forskare på bland annat Chalmers har visat att bruset i en förstärkare vid extremt låga temperaturer inte begränsas av heta elektroner utan av egenvärmning i transistorn. Resultaten presenteras nu i tidskriften Nature Materials. Dessa kan enligt Chalmers få betydelse för framtida upptäckter inom många vetenskapsområden – allt  från kvantdatorer till radioastronomi.
dfv2qrioepsbdpzk9txv
Tvärsnitt av en lågbrustransistor.
Elektronerna som accelereras i kanalen under den 100 nanometer långa gaten krockar och avger värme som begränsar transistorns ultimata brusförmåga.
Illustration: Lisa Kinnerud och Moa Carlsson, Krantz NanoArt.

Många av de viktigaste upptäckterna inom fysik och astronomi bygger på att vi kan registrera en knappt detekterbar elektrisk signal i mikrovågsområdet. Ett exempel är upptäckten av den kosmiska bakgrundsstrålningen som bekräftade den berömda Big Bang-teorin. Ett annat exempel är mottagning av data från vetenskapliga instrument på rymdsonder på väg till fjärran planeter, asteroider eller kometer, skriver Chalmers.

Svaga mikrovågssignaler detekteras med transistorbaserade, lågbrusiga förstärkare. Nu har forskare på Chalmers optimerat transistorer, tillverkade i indiumfosfid, i en speciellt framtagen halvledarprocess för ändamålet. Ett avknoppningsföretag från Chalmers, Low Noise Factory, har konstruerat och paketerat förstärkarkretsarna.

– Genom att kyla förstärkarmoduler till -260 grader Celsius kan vi få dem att fungera med det högsta signal-till-brus-förhållandet som idag är möjligt, säger Jan Grahn, professor i mikrovågsteknik på Chalmers. Dessa avancerade kylda förstärkare har stor betydelse för detektion av signaler inom en mängd vetenskapsområden, från kvantdatorer till radioastronomi.

Forskarna har via experiment och simuleringar undersökt vad som händer med en mikrovågstransistor när den kyls till någon tiondels grad ovanför absoluta nollpunkten (-273 grader Celsius).  Vid dessa extremt låga temperaturer har det ansetts att bruset i en transistor begränsas av så kallade heta elektroner. Men den nya studien visar att bruset i stället begränsas av egenvärmning i transistorn.

Egenvärmning hänger samman med fononstrålning i transistorn vid mycket låga temperaturer. Fononer är kvantpartiklar som beskriver värmeledningsförmågan i material. Resultaten i studien bygger på en kombination av experimentella brusmätningar och simuleringar av fononer och elektroner i halvledartransistorn vid låga temperaturer.

– Studien är viktig dels för vår grundläggande förståelse för hur halvledartransistorn fungerar nära absoluta nollpunkten, dels för hur vi ska konstruera ännu känsligare lågbrusiga förstärkare för framtidens mottagare inom fysik och astronomi, säger Jan Grahn.

Forskningen har utförts som en del i ett internationellt forskningsutbyte mellan Chalmers och California Institute of Technology. Medförfattare är Universitetet i Salamanca och företaget Low Noise Factory i Mölndal. Studien har utförts inom Gigahertz Centrum, ett samarbete mellan Chalmers och företag i Vinnovas Vinn Excellence program, enligt ett pressmeddelande.

Arkiverad under: FoU, Radio

Translate SE-Nytt to your own language

SwedishEnglishGermanFrenchItalianSpanishPortugueseDanishNorwegianFinnishRussianChinese (Simplified)Arabic

Primärt sidofält

Aktuellt

LiU: Vässad kemisk sax banar väg för skräddarsydda nanomaterial

LTU: Smarta satelliter ska styra sig själva

Ny metod för utvinning av sällsynta jordartsmetaller i Fetsjön

Northvolt önskar ytterligare medel till expansion

Keysight introducerar batteriemulerings- och profileringslösning för IoT

Huawei testar EDA-verktyg för 14 nm-geometrier

Rise bjuder in till digital workshop om Agenda 2.0

Prenumerera på SE Nytt

Footer

Aktuellt

LiU: Vässad kemisk sax banar väg för skräddarsydda nanomaterial

LTU: Smarta satelliter ska styra sig själva

Ny metod för utvinning av sällsynta jordartsmetaller i Fetsjön

Northvolt önskar ytterligare medel till expansion

Prenumerera på SE Nytt

SwedishEnglishGermanFrenchItalianSpanishPortugueseDanishNorwegianFinnishRussianChinese (Simplified)Arabic

SE Nytt

Kronobergsgatan 16 2tr, 112 33 Stockholm
E-post jonas@senytt,se
Tel +46 (0)73 697 5850

RSS RSS-feed

© 2023 SE Nytt · Xpomagz On Genesis Framework & WordPress · GDPR+Cookies · Logga in