Una nuova classe di materiali con bandgap ancora più ampio offre migliori proprietà di conduttività e gestione termica.
Raytheon si è aggiudicata un contratto triennale in due fasi dall’Agenzia della Difesa statunitense DARPA per lo sviluppo di semiconduttori a bandgap ultra-ampio, o UWBGS, basati sulla tecnologia del diamante e del nitruro di alluminio. Questi materiali presentano, rispetto al carburo di silicio e al nitruro di gallio, un bandgap ancora più ampio, di 5,5 eV per il diamante sintetico e di ben 6,2 eV per il nitruro d’alluminio (AIN), in grado di garantire (teoricamente) una maggiore erogazione di potenza e una migliore gestione termica.
DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) è un segmento del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti (Department of Defense, DoD) che ha come obiettivo la ricerca e lo sviluppo di tecnologie emergenti da utilizzare in primis in ambito militare.
Durante la prima fase del contratto, il team Raytheon Advanced Technology svilupperà pellicole semiconduttrici di diamante e nitruro di alluminio da utilizzare per la realizzazione di transistor; la seconda fase si concentrerà sull’ottimizzazione e la maturazione della tecnologia di diamante e nitruro di alluminio su wafer di diametro maggiore per applicazioni nell’ambito della sensoristica.
“Questo è un passo avanti significativo che rivoluzionerà ancora una volta la tecnologia dei semiconduttori“, ha affermato Colin Whelan, presidente di Advanced Technology presso Raytheon. “Raytheon ha una vasta esperienza nello sviluppo di materiali simili come l’arseniuro di gallio e il nitruro di gallio utilizzati nei sistemi elettronici del Dipartimento della Difesa. Combinando questa storia pionieristica e la nostra competenza nella microelettronica avanzata, lavoreremo per far maturare questi materiali verso applicazioni future”.
Le proprietà uniche dei materiali UWBGS offrono diversi vantaggi rispetto alle tecnologie tradizionali dei semiconduttori, consentendo commutatori, limitatori e amplificatori di potenza a radiofrequenza estremamente compatti e ad altissima potenza. La loro elevata conduttività termica consente inoltre di operare a temperature più elevate e in ambienti estremi.
L’obiettivo del team è quello di guidare lo sviluppo di questi materiali verso dispositivi che siano adatti sia ai sistemi radar e di comunicazione esistenti che a quelli futuri con capacità e portata estese, tra cui rilevamento cooperativo, guerra elettronica, energia diretta e circuiti in sistemi d’arma ad alta velocità come quelli ipersonici.
I lavori per questo contratto vengono svolti presso la fonderia dell’azienda ad Andover, Massachusetts.
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