Mówi: | prof. dr hab. inż. Izabella Grzegory |
Funkcja: | dyrektor Instytutu Wysokich Ciśnień PAN |
Wynalazek polskich naukowców zrewolucjonizuje elektronikę. Azotek galu może być następcą krzemu, znajdzie też zastosowanie w fotowoltaice
Azotek galu, którego technologię wytwarzania opracowali polscy naukowcy pod koniec XX wieku, może się okazać następcą krzemu. Tranzystory wykonane z tego półprzewodnika są kilkunastokrotnie mniejsze i są w stanie przenosić większe ładunki energii. Z ich wykorzystaniem firma Xiaomi stworzyła już miniaturową ładowarkę o mocy 65 W. Potencjalnie półprzewodnik ten może znaleźć zastosowanie również w fotowoltaice, a nawet w mikrochipach komunikujących się z układem nerwowym człowieka.
– Azotek galu poczynił rewolucyjne zmiany w naszej cywilizacji poprzez zmianę systemu oświetlenia. Otaczają nas diody świecące LED, z których każda składa się z azotku galu. Ma on jeszcze szereg innych zalet, które mogą się przydać w elektronice dużych mocy. W tej chwili zachodzi rewolucyjny proces w energetyce. Przechodzimy na odnawialne źródła energii i potrzebujemy mnóstwa elektronicznych układów, które potrafią sterować energią dużej mocy oraz przekształcać sygnały elektryczne, prądowe – wskazuje w rozmowie z agencją informacyjną Newseria Innowacje prof. dr hab. inż. Izabella Grzegory, dyrektor Instytutu Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk.
Półprzewodnik, jakim jest azotek galu, znalazł niedawno zastosowanie chociażby w superszybkich ładowarkach do smartfonów. W ubiegłym roku na rynku pojawiła się ładowarka Xiaomi o mocy 65 W. Zamiast tranzystorów krzemowych zostały w niej zastosowane tranzystory właśnie z azotku galu. Nie powstają one w wyniku obróbki, lecz są w pewnym sensie hodowane, podobnie jak kryształ.
Grupa japońskich naukowców zbudowała już z wykorzystaniem azotku indu i azotku galu wszczepialny chip o objętości 1 mm3 i ciężarze 2,3 mg. Urządzenie może potencjalnie aktywować określone białka w mózgu i służyć zarówno opiece zdrowotnej – leczeniu chorób neurologicznych – jak również do kontrolowania urządzeń internetu rzeczy.
Technologię kryształów azotku galu oraz budowania z niego tranzystorów rozwijają także naukowcy z Instytutu Wysokich Ciśnień PAN. Komercjalizacja tej pierwszej zaplanowana jest na przełom 2022 i 2023 roku.
– Mamy pełny łańcuch technologiczny. Wykonujemy kryształy azotku galu po to, żeby móc na nich budować struktury przyrządów, zarówno optoelektronicznych, takich jak diody laserowe, jak również tranzystorów. Kryształy, które u nas w instytucie są wykonywane, należą do najlepszych na świecie. Mają bardzo mało defektów sieci krystalicznej, więc przyrządy czy struktury na nich budowane mają szereg zalet. Dodatkowo w naszych laboratoriach można przeprowadzić wiele pożytecznych operacji, np. wykonać przyrząd poprzez wbijanie z dużą energią jonów innych pierwiastków, krzemu czy magnezu, do sieci krystalicznej – tłumaczy prof. Izabella Grzegory.
Tak zwane domieszkowanie stosuje się po to, by mieć kontrolę nad urządzeniem wyposażonym w tranzystor wykonany z azotku galu. Z uwagi na to, że cechuje się on szeroką przerwą energetyczną, czysty półprzewodnik byłby cały czas aktywny. Domieszkowanie niszczy strukturę kryształów i żeby ją przywrócić, należy poddać materiał obróbce w warunkach wysokiego ciśnienia, w czym specjalizuje się instytut.
Jedną z głównych zalet azotku galu jest to, że stwarza możliwość wejścia na kolejny poziom miniaturyzacji. Zdaniem naukowców z MIT tranzystor wykonany z tego materiału może być nawet 15-krotnie mniejszy niż jego krzemowy odpowiednik.
– To nie są oczywiście jedyne zastosowania azotku galu. Jest on również niezwykle ważny w telekomunikacji, być może również w fotowoltaice, a także procesach takich jak rozszczepianie wody pod wpływem światła słonecznego, jednak są jeszcze na etapie badań naukowych – wymienia dyrektor Instytutu Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk. – Jego zastosowanie w optoelektronice, źródłach światła i elektronice dużych mocy jest już daleko zaawansowane aplikacyjnie. My też jesteśmy mocno zaangażowani w ten proces. Azotek galu jest wspaniałym materiałem, lecz bardzo trudnym technologicznie i ważny jest dostęp do pewnych technologii, by wydobyć wszystkie jego zalety – mówi dyrektor Instytutu Wysokich Ciśnień PAN.
Jak podkreśla, technologia kryształów rozwijana przez polskich naukowców jest obecnie na etapie linii pilotażowej. Komercjalizacja zaplanowana jest na przełomie 2022 i 2023 roku. Technologia tranzystorów dużych mocy rozwijana jest z kolei w projekcie TECHMATSTRATEG Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w konsorcjum z Siecią Łukasiewicz i z partnerami przemysłowymi.
– Pracujemy również w konsorcjum Horizon 2020 o nazwie GaN4AP i tam nasz instytut ma przyjemność kierować dużym pakietem zadań w celu otrzymywania optymalnych struktur do przyrządów elektronicznych dużej mocy na azotku galu – wskazuje prof. Izabella Grzegory.
Czytaj także
- 2023-01-27: Do 2026 roku Grupa PGE schowa pod ziemię co najmniej 30 proc. linii średniego napięcia. Pomoże w tym specjalistyczna maszyna do układania kabli bez konieczności robienia wykopów
- 2023-01-09: Przejęcie PKP Energetyka przez PGE będzie miało istotne znaczenie dla spółek kolejowych. Firma ta dystrybuuje 3 proc. energii w kraju [DEPESZA]
- 2023-01-02: Kolejowo-energetyczna spółka wróci pod kontrolę Skarbu Państwa. To strategiczny krok z punktu widzenia bezpieczeństwa [DEPESZA]
- 2022-12-30: Kolejne lata mogą być okresem prosperity dla transportu kolejowego. Ekspert: To najlepszy czas na inwestycje w ten sektor [DEPESZA]
- 2022-12-30: PKP Energetyka zostanie zrepolonizowana. Na początku kwietnia PGE odkupi ją od amerykańskiego holdingu za prawie 2 mld zł
- 2023-01-02: PGE otwiera nowe biuro obsługi klienta na Lubelszczyźnie. W dobie kryzysu energetycznego rośnie zapotrzebowanie na bezpośrednie spotkania z doradcą
- 2022-12-27: Rządowe tarcze ochronią w 2023 roku przed rekordowymi podwyżkami cen prądu. Przeciętne gospodarstwo domowe zaoszczędzi ok. 2 tys. zł [DEPESZA]
- 2022-12-21: Odpady z energetyki mogą wracać do obiegu. Nowe centrum badawcze PGE zbada ponowne wykorzystanie popiołów, żużli czy łopat wiatrakowych
- 2022-12-16: Ważą się losy nowych taryf za prąd na 2023 rok. Dziś spodziewana jest decyzja prezesa URE [DEPESZA]
- 2022-12-20: Kryzys skłania firmy do inwestowania w OZE i inteligentne systemy energetyczne. Dla 80 proc. z nich to nieuchronny kierunek zmian
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii

Firma

Do 2026 roku Grupa PGE schowa pod ziemię co najmniej 30 proc. linii średniego napięcia. Pomoże w tym specjalistyczna maszyna do układania kabli bez konieczności robienia wykopów
Grupa PGE prowadzi strategiczny dla polskiej energetyki program kablowania sieci średniego napięcia (SN). Do 2026 roku schowa pod ziemię co najmniej 30 proc. istniejących linii średniego napięcia. W tym celu kupiła pierwszą w Polsce, specjalistyczną maszynę do układania kabli energetycznych pod ziemią bez konieczności robienia wykopów. Dzięki temu czas inwestycji w kablowanie sieci zdecydowanie się skróci
Partner serwisu
Transport
Wymiana taboru w polskiej kolei regionalnej na rekordową skalę. Polregio kupi 200 nowych składów za ponad 7 mld zł

Około 200 składów elektrycznych, wartych ponad 7 mld zł, zasili do 2026 roku tabor Polregio, czyli największego w Polsce przewoźnika kolejowego, który wczoraj podpisał w tej sprawie umowy ramowe z producentami. To rekordowe jak dotąd zamówienie dla polskiej kolei regionalnej, które w dużej mierze sfinansują środki unijne. Nowoczesne pociągi, wyposażone m.in. w Wi-Fi i klimatyzację, zaczną już za dwa lata sukcesywnie się pojawiać we wszystkich województwach, z którymi Polregio ma podpisane umowy.
Prawo
A. Przegalińska: Sztuczna inteligencja jest poza radarem. Brak regulacji na razie ani nie hamuje jej rozwoju, ani go nie przyspiesza

Przychody rynku sztucznej inteligencji do końca dekady wzrosną ponad trzynastokrotnie – przewidują analitycy Grand View Research. Futurolodzy są zdania, że rozwój tych technologii dopiero się zaczyna. – Większość ekspertów by powiedziała, że to jest wiosna albo nawet przedwiośnie tej dziedziny, a kolejne pory roku, zwłaszcza długie lato, dopiero przed nami – mówi Aleksandra Przegalińska, profesorka i prorektorka Akademii Leona Koźmińskiego w Warszawie. Rozpędzająca się branża wymyka się regulacjom prawnym i choć wiele się mówi o potrzebie dostosowania prawa do nowej rzeczywistości, zdaniem ekspertki nie ma to na razie znaczenia dla tempa rozwoju.
Współpraca

Obsługa konferencji prasowych
Zapraszamy do współpracy przy organizacji konferencji prasowych. Nasz doświadczony i kompetentny zespół sprosta każdej realizacji. Dysponujemy nowoczesnym, multimedialnym centrum konferencyjnym i biznesowym w samym sercu Warszawy. Zapraszamy do kontaktu w sprawie oferty.
Szkolenia

Akademia Newserii
Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.