ɫɫ

Uutiset

Berylliumilla seostettu galliumnitridi voi pienentää tehoelektroniikan energiahävikkiä

Julkaistu:
Parhaimmillaan energiatehokkuuden muutos voi olla samaa suurusluokkaa kuin hehkulampuista ledeihin siirryttäessä.
Positronikiihdyttimen näytekammio. Kuva: Hanna Koikkalainen

Galliumnitridiä käytetään yleisesti kuluttajaelektroniikan puolijohteiden materiaalina esimerkiksi LED-yleisvaloissa, mutta se ei sellaisenaan sovellu esimerkiksi sähköautojen sähkönsiirtolaitteisiin, joiden on prosessoitava merkittävästi suurempia energiamääriä. 2000-luvun taitteessa tutkijat etsivät galliumnitridin seostamisessa käytetylle magnesiumille tehokkaampaa korvaajaa berylliumista, mutta joutuivat hylkäämään tutkimuksen tuloksettomana.

Nyt Aalto-yliopiston tutkijat ovat yhdessä Texas State Universityn ja Puolan Tiedeakatemian korkeapainefysiikan instituutin tutkijoiden kanssa selvittäneet kokeiden ja tietokonemallintamisen avulla, beriylliumatomien käytöstä galliumnitridissä. Physical Review Letters -lehdessä julkaistu tutkimus osoittaa, että materiaalin lämmittäminen ja jäähdyttäminen saa berylliumatomit vaihtamaan paikkaa, mikä muuttaa niiden luonnetta elektronien luovuttajina tai vastaanottajina.

"Koska galliumnitridi altistuu valmistusprosessissa korkeille lämpötiloille, yhdiste käyttäytyy sen aikana täysin eri lailla kuin valmis materiaali”, kertoo professori Filip Tuomisto. Tämän ymmärtäminen on ensiarvoisen tärkeää komponenttien prosessoinnin optimoimiseksi.

Berylliumilla seostettujen galliumnitridirakenteiden ja niiden elektronisten ominaisuuksien hallitseminen voisikin nostaa tehoelektroniikkalaitteiden energiatehokkuuden aivan uudelle tasolle.

"Energiatehokkuuden muutoksen suuruusluokka voisi olla vastaavanlainen kuin siirryttäessä hehkulampuista LED-valaisimiin. Maailmanlaajuista energiankulutusta on mahdollista leikata jopa kymmenellä prosentilla, jos energiahävikkiä sähkönjakelujärjestelmissä voidaan pienentää", Tuomisto kertoo luottavaisena.

äپٴᲹ:

Professori Filip Tuomisto
p.  050 3841 799
filip.tuomisto@aalto.fi

(journals.aps.org)

  • äٱٳٲ:
  • Julkaistu:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

Two students and a professor sitting around a table, talking and looking at laptop screen.
Tutkimus ja taide, Opinnot Julkaistu:

Tule uusien tohtoriopiskelijoiden tutoriksi syyskuussa 2025

lmoittaudu uusien tohtoriopiskelijoiden tutoriksi orientaatiopäiville!
Vasemmassa kuvassa immuniteetti on paikallinen, kun oikeassa kuvassa se on satunnainen. Kuva: Jari Saramäen tutkimusryhmä, Aalto-yliopisto.
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tuore tutkimus osoittaa: Pandemioissa laumaimmuniteetti ei jakaudu tasaisesti

Pandemioiden torjunnassa ihmisten välisten sosiaalisten verkostojen ymmärtäminen on yhtä tärkeää kuin tietää, kuinka moni on immuuni.
Hehkuva kaksosprosessori pimeällä emolevyllä, futuristisia valotehosteita ja yksityiskohtaista piirikaavassa.
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Kvanttiennätys: kubitti pysyi koherenttina millisekunnin ajan

Kvanttilaskennan tehokkuusloikkaa ennakoivan tuloksen tekijät kannustavat muita tutkimusryhmiä toisintamaan kokeen.
Ilmakuva rannikkokaupungista, jossa on lukuisia rakennuksia, venesatama ja veneitä. Kaupunkia ympäröi vesi ja puut.
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tutkimus: Uusien rakennusten päästöistä 70 prosenttia tulee rakentamisesta – eikä sitä huomioida tarpeeksi

Energiatehokkuus ja uusiutuvan energian käyttö ovat vähentäneet uudisrakennusten elinkaaripäästöjä, mutta rakentamisen päästöt eivät ole laskeneet. Viheralueiden vaaliminen ja puurakentamisen suosiminen tekisi rakentamisesta kestävämpää, korostavat tutkijat.