Các nhà nghiên cứu tại EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) ở Thụy Sĩ đã phát triển một bóng bán dẫn gallium nitride (GaN) mới có điện áp đánh thủng đạt gần 4.000 volt -, gấp hơn 5 lần so với các thiết bị điện GaN thương mại hiện tại, thường hoạt động ở mức 600–650V. Thiết bị cũng duy trì mức điện trở-thấp. Kết quả nghiên cứu được công bố trên số mới nhất của tạp chíĐiện tử tự nhiên.
Để khắc phục-giới hạn điện áp cao, nhóm đã phát triển một bóng bán dẫn GaN mới được gọi là "siêu tiếp xúc phân cực nội tại". Thiết bị này được chế tạo từ nhiều lớp vật liệu GaN trên nền silicon có chi phí thấp. Bằng cách tận dụng các đặc tính phân cực vốn có của GaN, một lớp điện tích dương hình thành một cách tự nhiên dọc theo lớp electron. Bằng cách điều chỉnh độ dày của các lớp vật liệu, các nhà nghiên cứu đã đạt được sự cân bằng giữa điện tích dương và điện tích âm. Kết quả là khi tắt bóng bán dẫn, điện áp được phân bổ đều hơn trên toàn bộ thiết bị thay vì tập trung tại một điểm duy nhất - giúp giảm đáng kể nguy cơ đánh thủng do điện trường cao cục bộ gây ra.
Các thử nghiệm cho thấy bóng bán dẫn mới có thể chịu được gần 4.000 vôn trong khi vẫn duy trì-điện trở ở mức thấp, giúp giảm thất thoát năng lượng và sinh nhiệt trong quá trình chuyển đổi năng lượng. Ngoài ra, thiết bị không yêu cầu pha tạp hóa học truyền thống để kiểm soát điện tích, một thiết kế được kỳ vọng sẽ cải thiện độ ổn định trong điều kiện-nhiệt độ cao và điều kiện ứng suất-điện{6}}cao.
Bước đột phá này dự kiến sẽ có những ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực điện tử-điện áp cao, bao gồm trung tâm dữ liệu AI, hệ thống năng lượng tái tạo và xe điện.