Cara anyar kanggo pas bebarengan lapisan semikonduktor lancip minangka sawetara nanometer wis ngasilaken ora mung panemuan ilmiah nanging uga jinis anyar saka transistor kanggo piranti elektronik daya dhuwur. Asil kasebut, diterbitake ing Surat Fisika Terapan, wis narik minat gedhe.
Prestasi kasebut minangka asil kolaborasi sing cedhak antarane ilmuwan ing Universitas Linköping lan SweGaN, perusahaan spin-off saka riset ilmu material ing LiU. Perusahaan ngasilake komponen elektronik sing disesuaikan saka gallium nitride.
Gallium nitride, GaN, minangka semikonduktor sing digunakake kanggo dioda pemancar cahya sing efisien. Nanging, bisa uga migunani ing aplikasi liyane, kayata transistor, amarga bisa tahan suhu lan kekuwatan sing luwih dhuwur tinimbang semikonduktor liyane. Iki minangka sifat penting kanggo komponen elektronik ing mangsa ngarep, paling ora kanggo sing digunakake ing kendaraan listrik.
Uap gallium nitride diijini ngembun ing wafer silikon karbida, mbentuk lapisan tipis. Cara ing ngendi siji materi kristal ditanam ing substrat liyane dikenal minangka "epitaxy." Cara iki asring digunakake ing industri semikonduktor amarga menehi kebebasan gedhe kanggo nemtokake struktur kristal lan komposisi kimia saka film nanometer sing dibentuk.
Kombinasi gallium nitride, GaN, lan silikon karbida, SiC (loro-lorone bisa tahan medan listrik sing kuwat), mesthekake yen sirkuit cocok kanggo aplikasi sing mbutuhake kekuwatan dhuwur.
Pas ing lumahing antarane rong bahan kristal, gallium nitride lan silikon karbida, Nanging, miskin. Atom-atom kasebut ora cocog karo siji liyane, sing nyebabake kegagalan transistor. Iki wis ditangani dening riset, kang salajengipun mimpin kanggo solusi komersial, kang lapisan malah luwih tipis saka aluminium nitride diselehake antarane rong lapisan.
Insinyur ing SweGaN weruh yen transistor bisa ngatasi kekuwatan lapangan sing luwih dhuwur tinimbang sing dikarepake, lan mulane ora ngerti sebabe. Jawaban kasebut bisa ditemokake ing tingkat atom - ing sawetara permukaan penengah kritis ing njero komponen.
Peneliti ing LiU lan SweGaN, dipimpin dening LiU's Lars Hultman lan Jun Lu, saiki ing Applied Physics Letters panjelasan fenomena kasebut, lan njlèntrèhaké cara kanggo gawé transistor kanthi kemampuan sing luwih gedhé kanggo nahan voltase dhuwur.
Para ilmuwan nemokake mekanisme pertumbuhan epitaxial sing sadurunge ora dingerteni sing diarani "pertumbuhan epitaxial transmorphic." Iki nyebabake galur ing antarane lapisan sing beda-beda bakal diserap kanthi bertahap ing sawetara lapisan atom. Iki tegese bisa tuwuh rong lapisan, gallium nitride lan aluminium nitride, ing silikon karbida kanthi cara supaya bisa ngontrol ing tingkat atom carane lapisan sing gegandhengan karo saben liyane ing materi. Ing laboratorium padha nuduhake yen materi tahan voltase dhuwur, nganti 1800 V. Yen voltase kuwi diselehake ing komponen basis silikon klasik, sparks bakal miwiti mabur lan transistor bakal numpes.
"We congratulate SweGaN nalika padha miwiti kanggo pasar penemuan. Iki nuduhake kolaborasi sing efisien lan panggunaan asil riset ing masyarakat. Amarga kontak sing cedhak karo kanca-kanca sadurunge sing saiki kerja ing perusahaan kasebut, riset kita kanthi cepet duwe pengaruh ing njaba jagad akademik, "ujare Lars Hultman.
Materi sing diwenehake dening Universitas Linköping. Original ditulis dening Monica Westman Svenselius. Cathetan: Isi bisa diowahi kanggo gaya lan dawa.
Entuk warta ilmu paling anyar nganggo buletin email gratis ScienceDaily, dianyari saben dina lan saben minggu. Utawa deleng newsfeed sing dianyari saben jam ing maca RSS sampeyan:
Marang kita apa sampeyan mikir ScienceDaily - kita nampa komentar positif lan negatif. Duwe masalah nggunakake situs kasebut? Pitakonan?
Wektu kirim: Mei-11-2020