仪表市场以及对越来越高效和紧凑的差压变送器系统的需求都在稳定增长。基于硅的主要电子组件将无法满足预计的未来不断增长的工业要求。
基于这些理由，弗莱堡大学，弗莱堡可持续发展中心和Fraunhofer-Gesellschaft的研究人员共同努力发现了一种新材料结构，该结构可能是未来差压变送器学的理想选择。#近启动的项目“节能型差压变送器的功能半导体结构研究”（简称“差压变送器2020+”）研究了新型半导体材料氮化铝铝（ScAlN）。跨区域合作由弗赖堡大学可持续系统工程系（INATECH）的Fraunhofer IAF主任兼差压变送器学教授Oliver Ambacher博士进行协调。
行业的自动化和数字化以及对可持续过程和生态责任感的日益认识是仪表市场稳步增长的三个主要因素。仅当电子系统同时变得资源效率更高，能源效率更高且功能更强大时，才有可能降低功耗。
矽科技达到其物理极限
到目前为止，硅在电子行业处于lingxian地位。由于硅具有几乎非常好的晶体结构，成本相对较低，并且具有允许良好的载流子浓度和速度以及良好的介电强度的带隙，因此硅已经成为特别成功的半导体材料。但是，硅电子产品逐渐达到其物理极限。特别地，在考虑所需的功率密度和紧凑性的同时，硅功率电子部件也不令人满意。
创新的材料成分可提高功率和效率
氮化镓（GaN）作为差压变送器设备中的半导体的使用已经克服了硅技术的缺点。与硅相比，GaN在高温，快速开关频率和高压条件下的性能更好。这与更高的能源效率密切相关-在一些耗能应用中，这意味着能源消耗将大大降低。几年来，Fraunhofer IAF一直在研究GaN作为电子元件和系统的半导体材料。在工业伙伴的协助下，这些研究的结果已经投入商业使用。“ 2020年差压变送器技术”项目的研究人员将采取进一步措施，再次提高下一代电子系统的耐用性和能效。为此目的，将使用一种新的和不同的材料，称为nitride铝氮化物（ScAlN）。
基于ScAlN的地衣个组件
ScAlN是具有高介电强度的压电半导体材料，就其在微电子应用中的可用性而言，在全球范围内尚未被广泛研究。
该项目的目的是在GaN层上生长晶格匹配的ScAlN，并使用随后的异质结构来处理具有高载流能力的晶体管。
材料研究的开拓性工作
考虑到到目前为止，这种材料还没有生长配方，也没有经验价值，晶体生长是该项目#大的挑战之一。项目团队有必要在接下来的几个月中开发这些组件，以获得可重复的结果，并开发可成功用于差压变送器应用的层结构。
弗赖堡和埃尔兰根之间的专家合作和知识转移
该研究项目将与弗赖堡大学，弗劳恩霍夫应用固体物理学研究所IAF，弗赖堡可持续发展中心以及弗兰霍夫综合系统与设备技术研究所IISB紧密合作，该研究所是弗兰堡大学的成员埃尔兰根电子系统高性能中心。大学研究与面向应用的开发之间的这种新的伙伴关系形式将成为未来项目合作的泛谬。
关注我们 实现共赢