基于硅半导体的电子设备对于现代世界至关重要。它们在设计用于中等温度(最高可达250°C或482°F)的系统时表现良好。但是
，一旦温度升高到300°C(572°F)以上，基于硅的电子设备无法长时间运行
。

　　然而
，一些应用场景如喷气发动机
、汽车排气、化工厂
、地热能源
，甚至是金星探索，都需要能够在高达500°C(932°F)或更高温度下长时间运行的电子设备。氮化镓(GaN)可能提供一个可行的解决方案
。

　　氮化镓半导体

　　制造能够承受500°C或更高温度的半导体的一种解决方案是氮化镓
。氮化镓由镓和氮原子构成
，最早于1932年被合成

。在1990年代，使用氮化镓的发光二极管(LED)被开发出来
，2004年，首个氮化镓高电子迁移率晶体管在商业上可用。2018年，氮化镓驱动的集成电路开始商业化，领导这一进展的公司包括Navitas
。

　　氮化镓被用于地球上的电子设备
，例如快速充电器
、消费电子产品、LED
、电力电子学和移动通信基站
。

　　与基于硅的半导体不同，氮化镓在高温下化学性质稳定，不易解体

。这种稳定性使得氮化镓设备在超过600°C的温度下也能可靠运行
。氮化镓的宽禁带
、高热导率
、低自由电荷载流子数量(低本征载流子浓度)
、高击穿场强和在高温下的化学稳定性
，使其成为相比硅和其他传统半导体更为优秀的高温电子和光电子设备材料。

　　麻省理工学院攻克高温难题

　　尽管氮化镓的应用日益广泛
，科学家们对氮化镓在极高温下的行为，特别是在金星上482°C(900°F)的温度下的表现仍然知之甚少
。金星是一个足以融化铅的恶劣环境


，硅基电子设备无法在其表面生存，这也是为什么金星尚未被着陆器和探测车深入探索的一个原因
。

　　麻省理工学院(MIT)的研究人员正在参与一项多年研究项目，以研究氮化镓在高温下的特性和性质
。他们的研究详细探讨了温度对氮化镓设备中使用的接触材料的影响
。

　　接触电阻对半导体的性能非常重要，因为过高的电阻会导致更高的功耗和更慢的工作频率
。虽然在室温下对接触电阻了解很多，但在高达500°C的温度下的研究却很少
。

　　MIT的科学家们在高达500°C的温度下对氮化镓接触材料进行了72小时的测试，令人惊讶的是，接触电阻保持不变，甚至可能略有改善。这一发现出乎意料，被认为是开发用于金星探测器和其他探测车上的氮化镓晶体管的重要一步
。

　　将器件级的进展转化为电路级晶体管设计，应该会显著提高制造更高效高温电子设备的能力

。在地球上
，这类设备同样可以在地热能源系统

、其他形式的能源生成或监测喷气发动机的性能和安全性中找到应用。

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