Mischa Brendel
Wetenschappers van het Twentse onderzoeksinstituut MESA+ zijn er samen met het bedrijf SolMateS in geslaagd een prototype te maken van hun eerder al aangekondigde energie-efficiënte transistor.
Onderzoek van de Universiteit Twente toonde in december 2013 aan dat de lekstroom van transistors drastisch was terug te dringen door het silicium in de transistor alleen wanneer deze in gebruik is samen te knijpen. Door op een transistor het silicium samen te knijpen, stromen de elektronen hier veel sneller doorheen. Het nadeel is echter dat dit leidt tot lekstroom, één van de oorzaken van het leegraken van de accu’s van bijvoorbeeld draagbare elektronica. Idealiter staat het silicium in een transistor dus alleen onder druk wanneer deze in gebruik is.
De oplossing van de UT-onderzoekers en SolMateS-medewerkers voorziet precies hierin: door een laag piëzo-elektrisch materiaal om de transistor heen aan te brengen, knijpt het silicium alleen samen wanneer dit piëzo-elektrisch materiaal onder spanning komt te staan. Dit materiaal zet dan namelijk uit en drukt het silicium samen met een druk van circa 1 GPa. De aanpassing reduceert de lekstroom met een factor vijf.
De voorspelling van de piëzo-transistor betekende niet dat deze ook daadwerkelijk gemaakt kon worden: silicium en piëzo-elektrisch materialen zijn moeilijk te combineren. De oplossing lag in het aanbrengen van een bufferlaag tussen beide materialen.
Hoewel het om het eerste prototype gaat, zijn de resultaten volgens dr.ir. Ray Hueting van de vakgroep halfgeleidercomponenten zeer bemoedigend: ‘Het ontwerp is nog redelijk grofstoffelijk. Het ligt dus voor de hand dat bij doorontwikkeling van de transistor nog een belangrijke efficiëntieslag gemaakt kan worden.
