Bag-ong pamaagi naghatag lig-on nga transistors: Transmorphic epitaxial nga pagtubo sa AlN nucleation layer sa SiC substrates alang sa high-breakdown thin GaN transistors - ScienceDaily

Ang usa ka bag-ong pamaagi sa pagpaangay sa mga lut-od sa mga semiconductor nga ingon ka nipis sa pipila ka mga nanometer miresulta dili lamang sa usa ka siyentipikong pagkadiskobre kondili usa usab ka bag-ong matang sa transistor alang sa high-power nga elektronik nga mga himan. Ang resulta, nga gipatik sa Applied Physics Letters, nakapukaw ug dakong interes.

Ang kalampusan mao ang resulta sa usa ka suod nga kolaborasyon tali sa mga siyentista sa Linköping University ug SweGaN, usa ka spin-off nga kompanya gikan sa panukiduki sa siyensya sa materyales sa LiU. Naghimo ang kompanya og gipahaom nga mga sangkap sa elektroniko gikan sa gallium nitride.

Ang Gallium nitride, GaN, usa ka semiconductor nga gigamit alang sa episyente nga light-emitting diodes. Kini mahimo, bisan pa, magamit usab sa ubang mga aplikasyon, sama sa mga transistor, tungod kay kini makasugakod sa mas taas nga temperatura ug karon nga kusog kaysa daghang uban pang mga semiconductors. Importante kini nga mga kabtangan alang sa umaabot nga mga sangkap sa elektroniko, dili labing gamay alang sa mga gigamit sa mga de-koryenteng salakyanan.

Ang galium nitride nga alisngaw gitugotan nga mo-condense sa usa ka wafer nga silicon carbide, nga mahimong usa ka nipis nga sapaw. Ang paagi diin ang usa ka kristal nga materyal gipatubo sa usa ka substrate sa lain nailhan nga "epitaxy." Ang pamaagi kanunay nga gigamit sa industriya sa semiconductor tungod kay naghatag kini daghang kagawasan sa pagtino sa istruktura nga kristal ug ang kemikal nga komposisyon sa nanometer nga pelikula nga naporma.

Ang kombinasyon sa gallium nitride, GaN, ug silicon carbide, SiC (nga ang duha makasugakod sa kusog nga mga natad sa kuryente), nagsiguro nga ang mga sirkito angay alang sa mga aplikasyon diin gikinahanglan ang taas nga gahum.

Ang haom sa nawong tali sa duha ka kristal nga materyales, gallium nitride ug silicon carbide, dili maayo. Ang mga atomo dili magkatakdo sa usag usa, nga mosangpot sa kapakyasan sa transistor. Gitubag kini sa panukiduki, nga misangpot sa usa ka komersyal nga solusyon, diin ang usa ka mas nipis nga layer sa aluminum nitride gibutang taliwala sa duha ka mga sapaw.

Ang mga inhenyero sa SweGaN nakamatikod nga sulagma nga ang ilang mga transistor makasagubang sa labi ka taas nga kusog sa natad kaysa sa ilang gilauman, ug dili nila masabtan kung ngano. Ang tubag makita sa atomic level — sa usa ka magtiayon nga kritikal nga intermediate ibabaw sa sulod sa mga sangkap.

Ang mga tigdukiduki sa LiU ug SweGaN, nga gipangulohan ni Lars Hultman ug Jun Lu ni LiU, naa sa Applied Physics Letters usa ka katin-awan sa panghitabo, ug naghulagway sa usa ka pamaagi sa paghimo sa mga transistor nga adunay mas dako nga abilidad sa pag-agwanta sa taas nga mga boltahe.

Nadiskobrehan sa mga siyentista ang usa ka wala mailhi nga mekanismo sa pagtubo sa epitaxial kaniadto nga gitawag nila nga "transmorphic epitaxial growth." Nagpahinabo kini nga ang pilay tali sa lainlaing mga lut-od nga hinayhinay nga masuhop sa usa ka magtiayon nga mga lut-od sa mga atomo. Kini nagpasabot nga sila makahimo sa pagtubo sa duha ka mga lut-od, gallium nitride ug aluminum nitride, sa silicon carbide sa paagi aron sa pagkontrolar sa atomic nga lebel sa unsa nga paagi nga ang mga sapaw may kalabutan sa usag usa sa materyal. Sa laboratoryo ilang gipakita nga ang materyal makasugakod sa taas nga boltahe, hangtod sa 1800 V. Kung ang ingon nga boltahe ibutang sa usa ka klasiko nga sangkap nga nakabase sa silicon, ang mga aligato magsugod sa paglupad ug ang transistor malaglag.

"Among gipahalipayan ang SweGaN samtang nagsugod sila sa pagbaligya sa imbensyon. Nagpakita kini og episyente nga kolaborasyon ug ang paggamit sa mga resulta sa panukiduki sa katilingban. Tungod sa among suod nga kontak sa among mga kauban kaniadto nga nagtrabaho karon sa kompanya, ang among panukiduki paspas nga adunay epekto sa gawas sa kalibutan sa akademiko, ”ingon ni Lars Hultman.

Mga materyales nga gihatag sa Linköping University. Orihinal nga gisulat ni Monica Westman Svenselius. Mubo nga sulat: Ang sulod mahimong i-edit alang sa estilo ug gitas-on.

Kuhaa ang pinakabag-o nga balita sa siyensya gamit ang libre nga mga newsletter sa email sa ScienceDaily, nga gi-update matag adlaw ug kada semana. O tan-awa ang matag oras nga updated nga mga newsfeed sa imong RSS reader:

Isulti kanamo kung unsa ang imong gihunahuna sa ScienceDaily — gidawat namon ang positibo ug negatibo nga mga komento. Adunay mga problema sa paggamit sa site? Mga pangutana?