Бірнеше нанометр сияқты жұқа жартылай өткізгіштердің қабаттарын біріктірудің жаңа әдісі ғылыми жаңалыққа ғана емес, сонымен қатар жоғары қуатты электронды құрылғыларға арналған транзистордың жаңа түріне де әкелді. Қолданбалы физика хаттарында жарияланған нәтиже үлкен қызығушылық тудырды.
Жетістік Линкөпинг университетінің ғалымдары мен LiU-дағы материалтану зерттеулерінен шыққан SweGaN компаниясының тығыз ынтымақтастығының нәтижесі. Компания галлий нитридінен арнайы электронды компоненттер шығарады.
Галлий нитриді, GaN - тиімді жарық диодтары үшін қолданылатын жартылай өткізгіш. Дегенмен, ол транзисторлар сияқты басқа қолданбаларда да пайдалы болуы мүмкін, өйткені ол көптеген басқа жартылай өткізгіштерге қарағанда жоғары температура мен ток күштеріне төтеп бере алады. Бұл электр көліктерінде қолданылатындар үшін емес, болашақ электронды компоненттер үшін маңызды қасиеттер.
Галлий нитриді буының кремний карбидінің пластинасында конденсациялануына жол беріледі, бұл жұқа жабынды құрайды. Бір кристалды материалды екіншісінің субстратында өсіру әдісі «эпитаксия» деп аталады. Бұл әдіс жартылай өткізгіштер өнеркәсібінде жиі қолданылады, өйткені ол кристалдық құрылымды да, түзілген нанометрлік пленканың химиялық құрамын да анықтауда үлкен еркіндік береді.
Галий нитриді, GaN және кремний карбиді, SiC (екеуі де күшті электр өрістеріне төтеп бере алады) комбинациясы тізбектердің жоғары қуат қажет болатын қолданбалар үшін жарамды болуын қамтамасыз етеді.
Дегенмен, екі кристалды материал, галлий нитриді мен кремний карбиді арасындағы бетке сәйкестік нашар. Атомдар бір-бірімен сәйкес келмейді, бұл транзистордың істен шығуына әкеледі. Бұл зерттеулермен шешілді, ол кейіннен екі қабат арасына алюминий нитридінің одан да жұқа қабаты орналастырылған коммерциялық шешімге әкелді.
SweGaN инженерлері олардың транзисторларының олар күткеннен әлдеқайда жоғары өріс күштеріне төтеп бере алатынын кездейсоқ байқады және бастапқыда неге екенін түсіне алмады. Жауапты атомдық деңгейде табуға болады — құрамдас бөліктердің ішіндегі бірнеше сыни аралық беттерде.
LiU-дан Ларс Хултман мен Джун Лу бастаған LiU және SweGaN зерттеушілері Қолданбалы физика хаттарында құбылыстың түсіндірмесін ұсынады және жоғары кернеулерге төтеп беру қабілеті одан да жоғары транзисторларды өндіру әдісін сипаттайды.
Ғалымдар бұрын белгісіз эпитаксиалды өсу механизмін ашты, оны олар «трансморфты эпитаксиалды өсу» деп атады. Бұл әртүрлі қабаттар арасындағы кернеудің атомдардың бірнеше қабаттары арқылы біртіндеп сіңірілуіне әкеледі. Бұл олардың екі қабатты, галлий нитриді мен алюминий нитридін кремний карбидінде қабаттардың материалдағы бір-бірімен байланысын атомдық деңгейде бақылау үшін өсіре алатынын білдіреді. Зертханада олар материалдың 1800 В-қа дейінгі жоғары кернеулерге төтеп беретінін көрсетті. Егер мұндай кернеу классикалық кремний негізіндегі құрамдас бөлікке орналастырылса, ұшқындар ұшады және транзистор жойылады.
«Біз SweGaN компаниясын өнертабысты нарыққа шығарумен құттықтаймыз. Ол қоғамда тиімді ынтымақтастықты және зерттеу нәтижелерін пайдалануды көрсетеді. Компанияда жұмыс істейтін бұрынғы әріптестерімізбен тығыз байланыста болғандықтан, біздің зерттеулеріміз академиялық әлемнен тыс жерлерде де жылдам әсер етеді», - дейді Ларс Хултман.
Линкопинг университеті ұсынған материалдар. Түпнұсқаны Моника Вестман Свенселиус жазған. Ескертпе: Мазмұн мәнер мен ұзындық бойынша өңделуі мүмкін.
Күн сайын және апта сайын жаңартылатын ScienceDaily тегін электрондық пошта ақпараттық бюллетеньдері арқылы соңғы ғылым жаңалықтарын алыңыз. Немесе RSS оқу құралында сағат сайын жаңартылатын жаңалықтар арналарын қараңыз:
ScienceDaily туралы ойыңызды айтыңыз — біз оң және теріс пікірлерді қабылдаймыз. Сайтты пайдалануда қиындықтар бар ма? Сұрақтар?
Жіберу уақыты: 11 мамыр 2020 ж