Por Investigador de la Universidad de Michigan, Ann Arborlogrado demostrar experimentalmente, un Densidad récord del gas de electrones bidimensional (2DEG) arriba 1×10¹⁴ cm⁻² en una heteroestructura de Nitruro de galio y aluminio (AlN/GaN). El descubrimiento, informó la revista. Semiconductores hoy El 26 de enero de 2026 marca un avance significativo en el diseño de materiales para dispositivos electrónicos de alta frecuencia y alto rendimiento.
Este resultado posiciona a la Densidad 2DEG en AlN/GaN como nuevo punto de referencia global para la industria de semiconductores de banda ancha.
Cómo lograron el récord en heteroestructura AlN/GaN
El equipo fabricó la estructura. Epitaxia de haz molecular asistida por plasma (PAMBE). Diseñaron una capa de GaN en el que ha depositado un barrera ultrafina de AlN de sólo 9 nanómetros. Esta configuración permitió aprovechar al máximo las propiedades físicas de ambos materiales.
Luego, los científicos midieron la densidad electrónica utilizando el efecto halldonde se obtiene un valor cercano a 1,3×10¹⁴ cm⁻²una cifra que supera récords anteriores para este tipo de arquitectura cristalina.
La clave del éxito residió en un control extremo de la interfaz entre capas y una gestión precisa de la deformación mecánica (deformación) que se crea entre AlN y GaN.
¿Qué es un 2DEG y por qué es tan relevante este logro?
Él gas de electrones bidimensional (2DEG) Es un fenómeno cuántico en el que los electrones están confinados en una región extremadamente delgada y sólo pueden moverse libremente en dos dimensiones. En el caso de AlN/GaN, este efecto surge debido a la diferencias de polarización espontánea y piezoeléctrica entre ambos materiales.
Esta diferencia crea un “pozo” natural en el que los electrones se acumulan sin necesidad de dopaje químico, lo que reduce los defectos y mejora la movilidad electrónica.
Cuanto más grande sea Densidad 2DEG en AlN/GaNcuantos más electrones haya disponibles para conducir la electricidad con alta eficiencia y velocidad.
Impacto directo en transistores HEMT y electrónica de alta frecuencia.
Este registro tiene un impacto directo en el desarrollo de Transistores de alta movilidad electrónica (HEMT)fundamentalmente en:
- Amplificador de radiofrecuencia (RF).
- Sistemas de comunicación por radar y satélite.
- Electrónica de potencia para vehículos eléctricos.
- Infraestructura 5G y futuras redes 6G
- Convertidor de potencia de alta eficiencia
uno mas grande Densidad 2DEG en AlN/GaN permite la producción de dispositivos que funcionan en Mayor rendimiento, menor pérdida de energía y frecuencias más altas. que los semiconductores de silicio convencionales.
Un paso importante para la próxima generación de microchips de rendimiento
A medida que la industria busca ampliar los límites del silicio, materiales como GaN y AlN Se están consolidando como la base de la próxima generación de microchips de alto rendimiento. Este experimento muestra que todavía hay margen para optimizar el rendimiento a nivel atómico mediante la ingeniería de materiales.
Además, el logro confirma que el control de las propiedades físicas a escala nanométrica puede conducir a avances concretos para la electrónica comercial.
Por qué este récord puede cambiar la industria
La capacidad de lograr uno. Densidad 2DEG en AlN/GaN Esa altura no sólo representa logros académicos. También abre la puerta a dispositivos más pequeños, más rápidos y con mayor eficiencia energética, lo cual es fundamental en un mundo que requiere mayor capacidad de procesamiento y menor consumo de energía.
En resumen: la Universidad de Michigan no sólo ha establecido un récord mundial, sino que también ha acercado un poco más el futuro de la electrónica de alto rendimiento.
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