Ränitehnoloogiate ajastu on lõppemas, andes teed uuele "tuleviku materjalile" - galliumnitriidile!
Anker avalikustas hiljuti oma uue pisikese toiteallika. Ettevõtte sõnul on seadme nii väike suurus tingitud komponendist, mida kasutati räni asemel, nimelt galliumnitriidist (GaN). Selle läbipaistva, klaasitaolise materjali kasvav populaarsus viitab sellele, et see võib räni ühel päeval edestada ja vähendada energiatarbimist kogu maailmas.
Räni on aastakümnete vältel olnud tehnikatööstuse selgroog, kuid me oleme jõudnud teoreetilise piirini, kui palju saab seda täiustada, ütleb GaN-i uuringuid teostav Harvardi doktor Dan Qing Wang. Kõigil materjalidel on nn no-go ala, mis on otsene tagajärg sellele, kui hästi nad elektrit saavad juhtida, ütles ta. Galliuminitriidil on rohkem energiat kui räni, mis tähendab, et see on võimeline vastu pidama kõrgemale pingele ja vool suudab seadet suurema kiirusega läbida. Sellega tegeleb Bristoli ülikooli füüsik Martin Kuball, kes juhib GaN-i energiaprojekti.
Selle tulemusel on GaN palju tõhusam kui tema räni kolleegid, mis võimaldab ka sellel põhinevate seadmete suurust vähendada. See võib aidata mitte ainult laadijaid vähendada, vaid ka muuta süsteem vähem energiat kulutavaks. Kogu tänapäevase elektroonika asendamine GaN-iga võib potentsiaalselt vähendada energiatarbimist 10 või 25 protsenti, ütles Cuball.
Lisaks peab galliumnitriid paremini vastu kõrgetele temperatuuridele, muutes selle kasutamiseks eriti söövitavas keskkonnas. "Kaasaegsetes autodes asuvad kõik elektroonilised komponendid ülekuumenemise vältimiseks mootorist kaugel, kuid selle saab kinnitada," ütleb Cuball.
Muide, see materjal on juba pikka aega domineerinud teises tootmisvaldkonnas - fotoonikas. Täpsemalt, galliumnitriid on väga "sinise valguse" allikas, mida kasutatakse Blu-ray-ketaste lugemiseks. Uue põlvkonna mikroskoopide loomiseks saab juba kasutada pisikesi mikroni paksuseid lasereid (1/100 juustest).
Miks mitte asendada räni GaN-iga? Vastus on lihtne - kolossaalne tööstusharu, mis on kümme aastat tootnud räni baasil tehnoloogiaid. Sellist globaalset üleminekut ei saa ühe öö jooksul läbi viia. Lisaks sellele tuleb uue materjali töökindlust pidevalt testida. Wang märgib, et galliumnitriidil on oma nõrgad kohad ja enne nitriidipõhiste kandjate masstootmise alustamist tasub neid kõiki uurida.
Reklaamvideo:
Ankeri eksperdid kinnitavad, et kuigi räni on odavam kui GaN, vajavad viimasel põhinevad laadijad täielikku funktsioneerimist vähem komponente, mis muudab mõlemad materjalid võrdseks. Praegu tegelevad selle tehnoloogia arendamisega paljud idufirmad - on võimalik, et 2020. aastatel väljub inimkond räni ajastust ja siseneb galliumnitriidi ajastusse.
Vassili Makarov
