થોડા નેનોમીટર જેટલા પાતળા સેમિકન્ડક્ટરના સ્તરોને એકસાથે ફિટ કરવાની એક નવી પદ્ધતિએ માત્ર વૈજ્ઞાનિક શોધ જ નહીં પરંતુ ઉચ્ચ-શક્તિવાળા ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો માટે એક નવા પ્રકારનું ટ્રાન્ઝિસ્ટર પણ પરિણમ્યું છે. એપ્લાઇડ ફિઝિક્સ લેટર્સમાં પ્રકાશિત પરિણામે ભારે રસ જગાવ્યો છે.
લિન્કોપિંગ યુનિવર્સિટીના વૈજ્ઞાનિકો અને LiU ખાતે મટીરિયલ સાયન્સ રિસર્ચની સ્પિન-ઑફ કંપની SweGaN વચ્ચેના ગાઢ સહયોગનું પરિણામ છે. કંપની ગેલિયમ નાઈટ્રાઈડમાંથી તૈયાર કરેલ ઈલેક્ટ્રોનિક ઘટકોનું ઉત્પાદન કરે છે.
ગેલિયમ નાઇટ્રાઇડ, GaN, કાર્યક્ષમ પ્રકાશ ઉત્સર્જિત ડાયોડ્સ માટે ઉપયોગમાં લેવાતો સેમિકન્ડક્ટર છે. જો કે, તે અન્ય એપ્લીકેશનમાં પણ ઉપયોગી થઈ શકે છે, જેમ કે ટ્રાન્ઝિસ્ટર, કારણ કે તે અન્ય ઘણા સેમિકન્ડક્ટરો કરતા ઊંચા તાપમાન અને વર્તમાન શક્તિનો સામનો કરી શકે છે. આ ભવિષ્યના ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો માટે મહત્વપૂર્ણ ગુણધર્મો છે, ઓછામાં ઓછા ઇલેક્ટ્રિક વાહનોમાં વપરાતા લોકો માટે નહીં.
ગેલિયમ નાઈટ્રાઈડ વરાળને સિલિકોન કાર્બાઈડના વેફર પર ઘટ્ટ થવા દેવામાં આવે છે, જેનાથી પાતળા આવરણ બને છે. જે પદ્ધતિમાં એક સ્ફટિકીય પદાર્થ બીજાના સબસ્ટ્રેટ પર ઉગાડવામાં આવે છે તે "એપિટાક્સી" તરીકે ઓળખાય છે. પદ્ધતિનો ઉપયોગ સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગમાં વારંવાર થાય છે કારણ કે તે સ્ફટિકની રચના અને રચાયેલી નેનોમીટર ફિલ્મની રાસાયણિક રચના બંનેને નિર્ધારિત કરવામાં મોટી સ્વતંત્રતા પૂરી પાડે છે.
ગેલિયમ નાઇટ્રાઇડ, GaN, અને સિલિકોન કાર્બાઇડ, SiC (જે બંને મજબૂત ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડનો સામનો કરી શકે છે) નું સંયોજન સુનિશ્ચિત કરે છે કે સર્કિટ એપ્લીકેશન માટે યોગ્ય છે જેમાં ઉચ્ચ શક્તિઓની જરૂર હોય છે.
બે સ્ફટિકીય પદાર્થો, ગેલિયમ નાઇટ્રાઇડ અને સિલિકોન કાર્બાઇડ વચ્ચેની સપાટી પર ફિટ, જોકે, નબળી છે. અણુઓ એકબીજા સાથે મેળ ખાતા નથી, જે ટ્રાંઝિસ્ટરની નિષ્ફળતા તરફ દોરી જાય છે. આને સંશોધન દ્વારા સંબોધવામાં આવ્યું છે, જે પાછળથી વ્યાપારી ઉકેલ તરફ દોરી ગયું, જેમાં એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડનો એક વધુ પાતળો સ્તર બે સ્તરો વચ્ચે મૂકવામાં આવ્યો હતો.
SweGaN ના ઇજનેરોએ સંજોગવશાત નોંધ્યું કે તેમના ટ્રાન્ઝિસ્ટર તેમની અપેક્ષા કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધુ ક્ષેત્રીય શક્તિનો સામનો કરી શકે છે, અને તેઓ શા માટે શરૂઆતમાં સમજી શક્યા ન હતા. જવાબ અણુ સ્તરે મળી શકે છે - ઘટકોની અંદરની કેટલીક જટિલ મધ્યવર્તી સપાટીઓમાં.
LiU અને SweGaN ના સંશોધકો, LiU ના લાર્સ હલ્ટમેન અને જૂન લુની આગેવાની હેઠળ, એપ્લાઇડ ફિઝિક્સ લેટર્સમાં ઘટનાની સમજૂતી રજૂ કરે છે, અને ઉચ્ચ વોલ્ટેજનો સામનો કરવાની વધુ ક્ષમતા સાથે ટ્રાન્ઝિસ્ટર બનાવવાની પદ્ધતિનું વર્ણન કરે છે.
વૈજ્ઞાનિકોએ અગાઉની અજાણી એપિટેક્સિયલ ગ્રોથ મિકેનિઝમ શોધી કાઢી છે જેને તેમણે "ટ્રાન્સમોર્ફિક એપિટેક્સિયલ ગ્રોથ" નામ આપ્યું છે. તે વિવિધ સ્તરો વચ્ચેના તાણને ધીમે ધીમે અણુઓના બે સ્તરોમાં શોષી લેવાનું કારણ બને છે. આનો અર્થ એ છે કે તેઓ બે સ્તરો, ગેલિયમ નાઇટ્રાઇડ અને એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ, સિલિકોન કાર્બાઇડ પર એવી રીતે ઉગાડી શકે છે કે જેથી સામગ્રીમાં સ્તરો એકબીજા સાથે કેવી રીતે સંબંધિત છે તે પરમાણુ સ્તરે નિયંત્રિત કરી શકાય. પ્રયોગશાળામાં તેઓએ બતાવ્યું છે કે સામગ્રી 1800 V સુધીના ઊંચા વોલ્ટેજનો સામનો કરે છે. જો આવા વોલ્ટેજને ક્લાસિક સિલિકોન-આધારિત ઘટક પર મૂકવામાં આવે તો, તણખા ઉડવા લાગશે અને ટ્રાન્ઝિસ્ટર નાશ પામશે.
"અમે SweGaN ને અભિનંદન આપીએ છીએ કારણ કે તેઓ શોધનું માર્કેટિંગ કરવાનું શરૂ કરે છે. તે સમાજમાં કાર્યક્ષમ સહયોગ અને સંશોધન પરિણામોનો ઉપયોગ દર્શાવે છે. લાર્સ હલ્ટમેન કહે છે કે અમારા અગાઉના સાથીદારો જેઓ હવે કંપની માટે કામ કરી રહ્યા છે તેમની સાથેના ગાઢ સંપર્કને લીધે, અમારા સંશોધનની ઝડપથી શૈક્ષણિક જગતની બહાર પણ અસર થાય છે.
Linköping યુનિવર્સિટી દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવેલ સામગ્રી. મોનિકા વેસ્ટમેન સ્વેન્સેલિયસ દ્વારા લખાયેલ મૂળ. નોંધ: શૈલી અને લંબાઈ માટે સામગ્રી સંપાદિત થઈ શકે છે.
સાયન્સડેઇલીના મફત ઇમેઇલ ન્યૂઝલેટર્સ સાથે નવીનતમ વિજ્ઞાન સમાચાર મેળવો, દરરોજ અને સાપ્તાહિક અપડેટ થાય છે. અથવા તમારા RSS રીડરમાં કલાકદીઠ અપડેટેડ ન્યૂઝફીડ જુઓ:
તમે ScienceDaily વિશે શું વિચારો છો તે અમને જણાવો — અમે હકારાત્મક અને નકારાત્મક બંને ટિપ્પણીઓનું સ્વાગત કરીએ છીએ. સાઇટનો ઉપયોગ કરવામાં કોઈ સમસ્યા છે? પ્રશ્નો?
પોસ્ટ સમય: મે-11-2020