Учёные получили полупроводниковую плёнку, которая проводит ток при ширине запрещённой зоны свыше 7 электронвольт — больше, чем удавалось прежде. В работе, опубликованной в Nature, материал также использовали в действующих диоде и транзисторе.

Широкая запрещённая зона позволяет полупроводнику выдерживать более сильное электрическое поле: поэтому такие материалы подходят для компактной силовой электроники с меньшими потерями энергии. Но с ростом доли алюминия в оксиде алюминия-галлия материал становился настолько плохо проводящим, что преимущество было трудно использовать.

Команда под руководством Корнеллского университета вырастила плёнки на сапфировой подложке методом молекулярно-лучевой эпитаксии и добавила кремний, отдающий материалу свободные электроны. При запрещённой зоне свыше 6 эВ проводимость при комнатной температуре оказалась более чем в 100 миллионов раз выше всех прежних опубликованных результатов для этого диапазона. Подробности эксперимента разобрал Phys.org.

Сапфир дешёв и уже производится в больших масштабах, в отличие от некоторых других материалов со сверхширокой запрещённой зоной. Однако исследование пока показывает лабораторные плёнки и отдельные компоненты: серийных преобразователей на их основе ещё нет, а снижение потерь в реальных устройствах предстоит подтвердить.