A szilícium-technológiák korszaka véget ér, utat adva egy új „jövő anyagának” - a gallium-nitridnek!
Az Anker nemrégiben mutatta be új apró tápegységét. A cég szerint az eszköz ilyen kicsi mérete a szilícium helyett használt alkotóelemnek, azaz a gallium-nitridnek (GaN) származik. Ennek az átlátszó, üvegszerű anyagnak a növekvő népszerűsége azt sugallja, hogy egy nap felülmúlhatja a szilíciumot, és csökkentheti az energiafogyasztást világszerte.
A szilícium évtizedek óta a technológiai ipar gerince, de "elértük az elméleti korlátot, hogy mennyit lehet javítani" - mondja Dan Qing Wang, a Harvard Ph. D., aki a GaN-re kutatást végez. Minden anyagnak van egy úgynevezett "mentes" területe, amely közvetlen következménye annak, hogy mennyire képesek vezetni az áramot - mondta. A gallium-nitridnek több energiája van, mint a szilíciumnak, ami azt jelenti, hogy képes lesz ellenállni a nagyobb feszültségnek, és az áram nagyobb sebességgel képes áthaladni a készüléken. Ezt fedezi Martin Kuball, a Bristoli Egyetem fizikusa, aki a GaN energiaprojekt vezetõje.
Ennek eredményeként a GaN sokkal hatékonyabb, mint a szilícium-analógjai, ami lehetővé teszi az ezen alapuló eszközök méretének csökkentését is. Ez nemcsak a töltők számának csökkentésében segít, hanem arra is, hogy a rendszer kevesebb energiát használjon. Cuball szerint az összes modern elektronika GaN-val történő cseréje potenciálisan 10 vagy 25 százalékkal csökkentheti az energiafogyasztást.
Ezenkívül a gallium-nitrid jobban ellenáll a magas hőmérsékleten, ezért alkalmas erõsen korrozív környezetben való felhasználásra. "A modern autókban az összes elektronikus alkatrész a motortól távol helyezkedik el a túlmelegedés elkerülése érdekében, de ezek megjavíthatók" - mondja Cuball.
Mellesleg, ez az anyag már régóta domináns a gyártás egy másik területén - a fotonikában. Különösen a gallium-nitrid képezi a nagyon "kék fény" forrását, amelyet a Blu-ray lemezek olvasására használnak. A mikron vastag apró lézerekkel (az emberi haj vastagsága 1/100) már felhasználhatók a mikroszkópok új generációjának létrehozására.
Akkor miért nem cserélné ki csak a szilíciumot a GaN-re A válasz egyszerű: egy óriási iparág, amely évtizedek óta gyárt szilícium alapú technológiákat. Egy ilyen globális átmenet nem valósítható meg egy éjszakán keresztül. Ezen felül az új anyagok megbízhatóságát folyamatosan kell tesztelni. Wang megjegyzi, hogy a gallium-nitridnek vannak gyenge pontjai, és érdemes mindet megvizsgálni, mielőtt megkezdenék a nitrid-alapú hordozók tömegtermelését.
Promóciós videó:
Az Anker szakértői biztosítják, hogy bár a szilícium olcsóbb, mint a GaN, az utóbbi alapú töltőknek kevesebb alkatrészre van szükségük a teljes működéshez, ami mindkét anyagot egyenlővé teszi. Jelenleg sok induló vállalkozás dolgozik ennek a technológiának a fejlesztésén - lehetséges, hogy a 2020-as években az emberiség kilép a szilícium korszakából és belép a gallium-nitrid korszakába.
Vaszilij Makarov