美国海军研究实验室（NRL）电子科学和技术分部的研究物理学家David Storm和电气工程师Tyler Growden基于氮化镓（GaN）开发出一种新的谐振隧穿二极管（RTD），性能超过了5G的预期速度。研究成果发表在2020年3月19日的《应用物理学快报》（Applied Physics Letters）上。下图是David Storm和Tyler Growden，背后是研发GaN的分子束外延系统。
成果1--氮化镓RTD优于其他材料
RTD利用量子隧穿现象实现电子极速运输。新设计的氮化镓基RTD管显示出破纪录的电流输出和开关速度，使需要工作在毫米波和太赫兹频率的电磁学应用成为可能，如通信、网络和传感等Growden说：“我们的工作表明，基于氮化镓的RTD并不像其他人所认为的本质上很慢。它们在频率和输出功率上都比其他材料的RTD好。”
成果2--可重复高良率工艺
研究团队开发出一种可重复的工艺，可将二极管的良率从此前的20%提高到约90%。样品制备、均匀生长和每一步可控是制造过程获得满意结果的关键因素。Storm说，完成高良率、可工作隧穿器件很困难，因为它们需要在原子水平上有尖锐的界面，并且对许多散射和泄漏源非常敏感。直到现在为止，从制造的角度来看，氮化镓仍很难处理。我们能容易地实现高良率很大程度上要归功于我们的设计。
下一步工作
研究人员表示，将继续完善RTD设计，在不损失功率潜力的情况下提高电流输出。
研究团队包括，NRL、俄亥俄州立大学、莱特州立大学及产业合作伙伴。
关于美国海军研究实验室
NRL是一个科学和工程司令部，致力于推动海军和海军陆战队从海底到空间和信息领域的创新进步的研究。NRL总部设在华盛顿特区，在加利福尼亚州蒙特雷、佛罗里达州基韦斯特和密西西比州斯坦尼斯航天中心设有主要的野外基地，约有2500名文职科学家、工程师和辅助人员。
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