EPFL'nin POWERlab araştırmacıları, galyum nitürür (GaN) tabanlı güç çipliğinin gerilim dayanımını 3,4 kilovoltun üzerine çıkardı. Bu başarı, aynı materialın daha yüksek gerilimlerde karşılaştığı elektrik çökme sorununu aşmak için malzemenin kendi doğruluk polarizasyonunu kullanmayı içeriyor. Sonuç olarak, geleneksel GaN cihazlarının beş katı gerilimde çalışabilen bir yapı elde edildi.

Araştırmacılar, GaN kristal yapısındaki spontan ve piyzoelektrik polarizasyonu sayesinde iki boyutlu elektron gazı (2DEG) ve iki boyutlu delik gazı (2DHG) oluşturan katmanlar ürettiler. Bu katmanların yük yoğunluklarını neredeyse eşit hale getirmek için GaN kaplamasının kalınlığını ayarladılar; elektron ve delik konsantrasyonları %2'den az fark gösterdi. Bu denge, transistör kapalı olduğunda yük birikmesini önleyerek elektrik alanını daha eşit dağıttı ve yüksek gerilimde stabil çalışmayı mümkün kıldı.

Deneme devreleri, GaN-on-silicon alt yapısı üzerinde Schottky barrier diyot olarak test edildi ve 3,9 kV üzeri gerilimde arıza göstermedi; transistor versiyonları ise normalde açık ve kapalı durumlarda sırasıyla 3,5 kV ve 3,4 kV dayandı. Ancak bu yapının alt yapısı maksimum gerilimi sınırladığı için farklı substratlarda daha yüksek değerler bekleniyor; henüz laboratuvar demonstrasyonu olduğu için rzecı