Semiconduttori con ampia banda proibita per applicazioni spaziali
Dato il duro ambiente in cui operano, le applicazioni spaziali e satellitari, sempre più pretenziose, richiedono nuove tecnologie per fornire massima energia e lunga durata con dimensioni e peso minimi. Il semiconduttore WBG con nitruro di gallio (GaN) è un candidato ideale per diverse applicazioni di radiofrequenza e sistemi a microonde. Il GaN è divenuto la soluzione più probabile al rallentamento del Si in quanto ad alte energie e temperature elevate. Con proprietà di conduzione e commutazione 10 volte superiori rispetto al Si, tale materiale WBG costituisce un candidato naturale per l’elettronica di potenza e le applicazioni relative alle apparecchiature satellitari. Il progetto di ricerca AL-IN-WON (AlGaN and InAlN based microwave components), finanziato dall’UE, è nato con l’obiettivo di sviluppare una nuova generazione di tecnologia GaN e relativi dispositivi elettronici. Finora, lo sviluppo in questo campo è stato dominato da Stati Uniti e Giappone, poiché la ricerca europea è frammentata. I partner del progetto hanno sviluppato la collaborazione tra ministri della difesa, agenzie spaziali e produttori di tecnologie, così da consentire all’Europa di diventare leader nello sviluppo della tecnologia GaN. Insieme, il team di progetto ha lavorato al fine di sviluppare, ottimizzare e testare i materiali GaN e incorporarli nei dispositivi elettronici. I ricercatori AL-IN-WON sono stati in grado di dimostrare una serie di svolte importanti offerte dalle tecnologie GaN. Queste includono robusti amplificatori a banda Ku e ad alta potenza altamente affidabili, così come amplificatori a basso rumore che soddisfano requisiti dei sistemi spaziali. In particolare, il GaN ha reso possibili prestazioni superiori in quanto a circuiti integrati monolitici a microonde e transistor con elevata mobilità degli elettroni per sistemi a microonde e a radiofrequenza con bassa capacità di porta, il che si traduce in velocità più elevate e maggiore larghezza di banda. Le innovazioni AL-IN-WON consentiranno inoltre la creazione di nuove architetture per attrezzature relative a osservazione della Terra, navigazione e telecomunicazioni. In particolare, i risultati del progetto fanno parte degli aspetti principali inerenti a una nuova ricerca dedicata all’industrializzazione e a un ulteriore sviluppo della tecnologia GaN per le comunicazioni satellitari in banda Ka.
Parole chiave
Semiconduttori con ampia banda proibita, nitruro di gallio, satellitare, elettronica di potenza, AL-IN-WON
