Studio dei materiali elettronici energetici mediante irradiazione ad alta energia

Gruppo di ricerca di Politecnico federale di Zurigo Nello sviluppo e nella caratterizzazione di dispositivi in ​​carburo di silicio per l'elettronica di potenza, hanno recentemente trascorso del tempo presso l'ANSTO Accelerator Science Center per utilizzare una linea di luce specializzata nelle loro indagini.

La professoressa Ulrike Grossner, direttrice dell'Advanced Energy Semiconductor Laboratory dell'ETH di Zurigo, ha affermato che il posizionamento preciso del fascio e la schiera di ioni disponibili presso l'acceleratore Sirius erano ideali per il tipo di indagine che il suo team stava esplorando.

Il team del professor Grossner, con sede in Svizzera, si è recato all'Accelerator Science Center perché ci sono pochissime strutture al mondo in cui è possibile condurre questa ricerca e la struttura ANSTO è altamente flessibile e precisa.

L'acceleratore Sirius è ottimizzato per il test delle radiazioni di componenti elettronici, dispositivi di potenza e tecnologie fotovoltaiche.

Il team dell'ETH è stato assistito dalla scienziata dell'acceleratore Dr. Stefania Peraci, esperta nelle tecniche di accelerazione per testare gli effetti delle radiazioni per la ricerca spaziale, insieme allo scienziato capo dello strumento Dr. Željko Pastovic e all'ingegnere meccatronico Dr. Ryan Drury.

Il team dell'ETH di Zurigo valuta e ottimizza materiali e dispositivi per migliorarne le prestazioni e l'affidabilità.

“Abbiamo una competenza specifica nel carburo di silicio (SiC), un nuovo materiale semiconduttore promettente per l'elettronica di potenza”, ha affermato il professor Grosner.

“C'è ancora molto che non sappiamo su questo materiale.”

“Abbiamo avuto l'opportunità di conoscere l'esclusiva struttura a microfasci di CAS attraverso la presentazione di Stefania ad una conferenza internazionale sugli effetti delle radiazioni sull'elettronica. Ci siamo resi conto che sarebbe stata una grande opportunità utilizzare le sue capacità di microirradiazione, quindi abbiamo presentato una proposta, ” ha detto la responsabile scientifica Corinna Martinella.

Il gruppo ha utilizzato la linea del microfascio per migliorare la comprensione degli effetti delle radiazioni su regioni specifiche di componenti irradiati con precisione micrometrica utilizzando protoni focalizzati e fasci ionici più pesanti.

“La struttura è unica perché offre l’opportunità di esplorare gli effetti delle radiazioni, consentendo modifiche alla progettazione che portano all’indurimento delle radiazioni”.

Hanno portato più campioni e preparato un ambiente campione personalizzato per irradiare piccoli dispositivi elettronici.

“Siamo molto grati a Stefania per il suo aiuto nel fornire supporto per la pianificazione della campagna di prova e per tutte le informazioni sullo strumento che hanno permesso al nostro team di costruire il portacampioni per la camera dello strumento prima del nostro arrivo”, ha detto il professor Grosner.

La visita è stata un'opportunità per i membri del team di acquisire esperienza pratica nell'uso dei raggi ionici.

Il team comprendeva due studenti di dottorato, Hilton Goncalves de Medeiros e Manuel Belanche Guadas, che hanno lavorato alla preparazione del campione e all'irradiazione ed eseguiranno l'analisi post-irradiazione.

“Durante la visita, abbiamo anche esplorato una potenziale collaborazione tra ANSTO e ETH di Zurigo che consentirà di indagare ulteriori questioni nel campo della durezza delle radiazioni dei dispositivi SiC in ambienti estremi come lo spazio e la fisica delle alte energie”, ha affermato il dott. Peracci.

La professoressa Grosner si è detta molto soddisfatta degli esperimenti e sta già pensando ad altre idee da testare utilizzando gli acceleratori.

Si aspetta che il team avrà prossime pubblicazioni sulla stampa relative alla ricerca.