Yarımkeçiricilərin bir neçə nanometr kimi nazik təbəqələrini bir-birinə uyğunlaşdırmaq üçün yeni üsul təkcə elmi kəşflə deyil, həm də yüksək güclü elektron cihazlar üçün yeni bir tranzistor növü ilə nəticələndi. “Applied Physics Letters” jurnalında dərc olunan nəticə böyük marağa səbəb olub.
Nailiyyət Linköpinq Universitetinin alimləri ilə LiU-da materialşünaslıq tədqiqatının spin-off şirkəti olan SweGaN arasında sıx əməkdaşlığın nəticəsidir. Şirkət qallium nitridindən xüsusi hazırlanmış elektron komponentlər istehsal edir.
Qallium nitridi, GaN, səmərəli işıq yayan diodlar üçün istifadə olunan yarımkeçiricidir. Bununla belə, tranzistorlar kimi digər tətbiqlərdə də faydalı ola bilər, çünki o, bir çox digər yarımkeçiricilərdən daha yüksək temperaturlara və cərəyan güclərinə tab gətirə bilir. Bunlar gələcək elektron komponentlər üçün vacib xüsusiyyətlərdir, ən azı elektrikli nəqliyyat vasitələrində istifadə olunanlar üçün.
Qallium nitridin buxarının nazik bir örtük meydana gətirərək silisium karbidinin bir vafli üzərində kondensasiyasına icazə verilir. Bir kristal materialın digərinin substratında yetişdirildiyi üsul "epitaksiya" adlanır. Metod tez-tez yarımkeçirici sənayesində istifadə olunur, çünki o, həm kristal quruluşunu, həm də əmələ gələn nanometr filminin kimyəvi tərkibini təyin etməkdə böyük sərbəstlik verir.
Qallium nitrit, GaN və silisium karbid, SiC (hər ikisi güclü elektrik sahələrinə tab gətirə bilir) birləşməsi sxemlərin yüksək güc tələb olunan tətbiqlər üçün uyğun olmasını təmin edir.
Bununla belə, iki kristal material, qallium nitridi və silisium karbid arasındakı səthə uyğunluq zəifdir. Atomlar bir-birinə uyğun gəlmir, bu da tranzistorun sıradan çıxmasına səbəb olur. Bu, sonradan iki təbəqə arasında daha da nazik bir alüminium nitridin qatının yerləşdirildiyi kommersiya həllinə səbəb olan tədqiqatla həll edildi.
SweGaN-dəki mühəndislər təsadüfən gördülər ki, onların tranzistorları gözlədiklərindən əhəmiyyətli dərəcədə yüksək sahə güclərinin öhdəsindən gələ bilirlər və əvvəlcə bunun səbəbini başa düşə bilmirdilər. Cavab atom səviyyəsində tapıla bilər - komponentlərin içərisində bir neçə kritik ara səthdə.
LiU-dan Lars Hultman və Jun Lu-nun rəhbərlik etdiyi LiU və SweGaN-ın tədqiqatçıları Tətbiqi Fizika Məktublarında fenomenin izahını təqdim edir və yüksək gərginliyə tab gətirmək üçün daha böyük qabiliyyətə malik tranzistorların istehsalı üsulunu təsvir edirlər.
Alimlər əvvəllər naməlum olan epitaksial böyümə mexanizmini kəşf etdilər və "transmorfik epitaksial böyümə" adlandırdılar. Bu, müxtəlif təbəqələr arasındakı gərginliyin bir neçə atom təbəqəsi arasında tədricən udulmasına səbəb olur. Bu o deməkdir ki, onlar iki təbəqəni, qallium nitridi və alüminium nitridi, materialda təbəqələrin bir-biri ilə necə əlaqəli olduğunu atom səviyyəsində idarə etmək üçün silisium karbid üzərində böyüdə bilərlər. Laboratoriyada materialın 1800 V-a qədər yüksək gərginliyə tab gətirdiyini göstərdilər. Əgər belə bir gərginlik klassik silikon əsaslı komponentə yerləşdirilsəydi, qığılcımlar uçmağa başlayar və tranzistor məhv olardı.
“Biz SweGaN-i ixtiranı bazara çıxarmağa başladıqları üçün təbrik edirik. Bu, səmərəli əməkdaşlığı və tədqiqat nəticələrinin cəmiyyətdə istifadəsini göstərir. Hazırda şirkətdə çalışan əvvəlki həmkarlarımızla sıx təmasda olduğumuz üçün araşdırmalarımız akademik dünyadan kənarda da sürətlə təsir göstərir”, Lars Hultman deyir.
Materiallar Linköping Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir. Orijinal Monica Westman Svenselius tərəfindən yazılmışdır. Qeyd: Məzmun üslub və uzunluğa görə redaktə edilə bilər.
ScienceDaily-nin gündəlik və həftəlik yenilənən pulsuz e-poçt bülletenləri ilə ən son elm xəbərlərini əldə edin. Və ya RSS oxuyucunuzda saatlıq yenilənən xəbər lentlərinə baxın:
ScienceDaily haqqında nə düşündüyünüzü bizə bildirin — biz həm müsbət, həm də mənfi şərhləri alqışlayırıq. Saytdan istifadə ilə bağlı hər hansı problem var? Suallar?
Göndərmə vaxtı: 11 may 2020-ci il