Створені мініатюрні плазмові транзистори, здатні працювати в активній зоні ядерного реактора
Структура деяких звичайних кремнієвих транзисторів здатна витримати нагрівання до температури 350 градусів за шкалою Цельсія, при більш високій температурі структура транзисторів вже зазнає незворотні зміни. Тому для роботи в умовах високої температури використовуються транзистори з інших напівпровідникових матеріалів, наприклад, карбіду кремнію, який витримує нагрівання до 550 градусів. Але існує ще один вид транзисторів - плазмові транзистори, які були розроблені близько п'яти років тому і які працюють при температурах, порівнянних з температурою в активній зоні ядерних реакторів, при цьому, на їх роботу практично не впливає радіоактивне іонізуюче випромінювання. І нещодавно група дослідників з університету Юти створила мініатюрні плазмові транзистори, розміри яких у 500 разів менше, ніж розміри таких транзисторів, створених в більш ранній період.
"Логічні схеми, створені на базі плазмових транзисторів і здатні зберігати працездатність при надзвичайно високих температурах, можуть стати основою електроніки і комп'ютерів, які будуть керувати роботами, які виконують роботу в безпосередній близькості від активних зон ядерних реакторів" - розповідає Мэссуд Тэбиб-Азар (Massood Tabib-Azar), професор електротехніки та інформатики університету Юти, - "Крім цього така електроніка буде зберігати працездатність в разі ядерних ударів та інших надзвичайних ситуацій, пожеж і техногенних катастроф".
У звичайних транзисторах, що мають три електрода, напруга, прикладена до керуючого електроду, затвору, керує електричним струмом, поточним через напівпровідниковий канал від стоку до витоку. Напруга, потенціал якого вище певного порогу, перемикає транзистор активне, відкрите стан. Канал плазмового транзистора складається з частково іонізованого газу, плазми. Емітент електронів, як правило кремній, вводить і насичує плазму вільними електронами коли на електрод емітента подана напруга відповідної полярності і транзистор відкривається. Існуючі плазмові транзистори, які використовуються в деяких джерелах світла і медичному обладнанні, мають розмір близько 500 мікрометрів і працюють при різниці потенціалів в 300 Вольт, вимагаючи використання високовольтних джерел напруги.
Нові транзистори, створені дослідниками з Юти, мають розмір близько 5 мікрон і працюють при напрузі 50 Вольт. Вони виготовлені на скляній підкладці, на поверхню якої напил шар із спеціального металевого сплаву, вкритого тонким шаром кремнію. Кремнієве покриття неоднорідне, на ньому штучно створені западини і порожні місця, заповнюються плазмою, формує канал плазмового транзистора. В якості тіла плазми використовується газоподібний гелій, яким заповнений внутрішній простір конструкції транзистора.
В даний час дослідники працюють над з'єднанням плазмових транзисторів в схему логічних елементів, робота якої буде перевірена в активній зоні експериментального ядерного реактора університету Юти. Але електроніка, працює в ядерних реакторах, є не єдиною областю застосування плазмових транзисторів. Їх можна використовувати в ролі мікроскопічного джерела рентгенівського випромінювання, матриці з яких дозволять уникнути необхідності використання громіздких і дорогих пристроїв, що заломлюють і фокусуючих промені рентгенівського випромінювання.