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日本NIMS在氮化镓晶体管发现原子水平晶体层

10月23日,以日本物质材料研究机构(以下简称NIMS)为主的研究小组,在使用下一代功率器件氮化镓(GaN)的晶体管中,于GaN晶体和绝缘膜之间的界面上发现了原子水平上的平坦的亚稳态氧化镓晶体层。


该研究成果以先端材料解析研究处三石和贵小组为领导,由功能材料研究处、富士电机株式会社技术开发通用部、山梨大学组成的团队进行,并于2017年10月23日在Japanese Journal of Applied Physics Rapid Communication(JJAPRC)上发表。


GaN基金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)将成为下一代功率器件。电子和空穴的迁移率低于硅晶体管的迁移率,这成为了实际应用的一个问题。


由于迁移率极大地受到GaN晶体与栅极绝缘膜之间的界面结构的影响,作为控制界面的方法,传统工艺研究一直关注诸如GaN表面的洗涤方法等,而此次则进行了用于栅极绝缘膜的材料等研究。

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这个柔性传感器基于压电材料,会在机械变形时产生电流和电压。同时,它还包含具有与人类皮肤弹性相近的聚合物材料,使得传感器可以贴合皮肤并随着皮肤的拉伸而拉伸。


为了制备这个传感器,研究人员首先在硅片上制备了带有压电材料的电路,而后将电路从硅片上移出,印制到柔性聚合物聚酰亚胺上。这个可摄入传感器被设计为2×2.5厘米,可以卷起并放置在吞咽后溶解的胶囊中。


在动物测试中,传感器经由内窥镜输送后成功地粘附到猪的胃衬里。通过外部电缆,传感器传输了有关压电传感器产生多少电压的信息,研究人员可以从这些信息中计算胃壁的运动量,以及食物或液体摄入时的胃壁运动差别。


该研究的主要作者、MIT媒体实验室的助理教授、适应解码器(Conformable Decoders)研究组主任Canan Dagdeviren表示:“这是第一次,我们显示了柔性压电设备可以在肠胃中滞留达两天而不产生任何电子或机械性能退化。”


这种类型的传感器可以更容易地诊断影响消化道运动的消化道障碍,也可以帮助测量正在接受治疗的肥胖患者的食物摄入量。未来,研究人员将尝试通过压电材料来获得设备所需的电能,以免除电池装置,进一步提高设备的安全性能。

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