ഏതാനും നാനോമീറ്ററുകളോളം കനം കുറഞ്ഞ അർദ്ധചാലക പാളികൾ ഒന്നിച്ച് ഘടിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പുതിയ രീതി ഒരു ശാസ്ത്രീയ കണ്ടുപിടുത്തത്തിന് മാത്രമല്ല, ഉയർന്ന പവർ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾക്കായി ഒരു പുതിയ തരം ട്രാൻസിസ്റ്ററിനും കാരണമായി. അപ്ലൈഡ് ഫിസിക്സ് ലെറ്റേഴ്സിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഫലം വലിയ താൽപ്പര്യം ഉണർത്തി.
ലിങ്കോപ്പിംഗ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞരും LiU-യിലെ മെറ്റീരിയൽ സയൻസ് റിസർച്ചിൽ നിന്നുള്ള ഒരു സ്പിൻ-ഓഫ് കമ്പനിയായ SweGaN ഉം തമ്മിലുള്ള അടുത്ത സഹകരണത്തിൻ്റെ ഫലമാണ് ഈ നേട്ടം. ഗാലിയം നൈട്രൈഡിൽ നിന്നാണ് കമ്പനി ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നത്.
ഗാലിയം നൈട്രൈഡ്, GaN, കാര്യക്ഷമമായ പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഡയോഡുകൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു അർദ്ധചാലകമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ പോലുള്ള മറ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലും ഇത് ഉപയോഗപ്രദമാകും, കാരണം മറ്റ് അർദ്ധചാലകങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് ഉയർന്ന താപനിലയെയും നിലവിലെ ശക്തിയെയും നേരിടാൻ ഇതിന് കഴിയും. ഭാവിയിലെ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾക്കുള്ള പ്രധാന പ്രോപ്പർട്ടികൾ ഇവയാണ്, കുറഞ്ഞത് ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നവയ്ക്ക്.
ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് നീരാവി സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ ഒരു വേഫറിലേക്ക് ഘനീഭവിക്കാൻ അനുവദിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് നേർത്ത കോട്ടിംഗ് ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഒരു ക്രിസ്റ്റലിൻ മെറ്റീരിയൽ മറ്റൊന്നിൻ്റെ അടിവസ്ത്രത്തിൽ വളർത്തുന്ന രീതിയെ "എപിറ്റാക്സി" എന്ന് വിളിക്കുന്നു. രൂപപ്പെട്ട നാനോമീറ്റർ ഫിലിമിൻ്റെ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയും രാസഘടനയും നിർണ്ണയിക്കുന്നതിൽ വലിയ സ്വാതന്ത്ര്യം നൽകുന്നതിനാൽ ഈ രീതി പലപ്പോഴും അർദ്ധചാലക വ്യവസായത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ഗാലിയം നൈട്രൈഡ്, GaN, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് എന്നിവയുടെ സംയോജനം, SiC (ഇവ രണ്ടിനും ശക്തമായ വൈദ്യുത മണ്ഡലങ്ങളെ നേരിടാൻ കഴിയും), ഉയർന്ന ശക്തികൾ ആവശ്യമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് സർക്യൂട്ടുകൾ അനുയോജ്യമാണെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു.
ഗാലിയം നൈട്രൈഡ്, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് എന്നീ രണ്ട് ക്രിസ്റ്റലിൻ പദാർത്ഥങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ഉപരിതലത്തിലെ ഫിറ്റ് മോശമാണ്. ആറ്റങ്ങൾ പരസ്പരം പൊരുത്തപ്പെടുന്നില്ല, ഇത് ട്രാൻസിസ്റ്ററിൻ്റെ പരാജയത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ഇത് ഗവേഷണത്തിലൂടെ അഭിസംബോധന ചെയ്യപ്പെട്ടു, അത് പിന്നീട് ഒരു വാണിജ്യ പരിഹാരത്തിലേക്ക് നയിച്ചു, അതിൽ രണ്ട് പാളികൾക്കിടയിൽ അലുമിനിയം നൈട്രൈഡിൻ്റെ നേർത്ത പാളി സ്ഥാപിച്ചു.
SweGaN ലെ എഞ്ചിനീയർമാർ അവരുടെ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾക്ക് അവർ പ്രതീക്ഷിച്ചതിലും ഉയർന്ന ഫീൽഡ് ശക്തിയെ നേരിടാൻ കഴിയുമെന്ന് യാദൃശ്ചികമായി ശ്രദ്ധിച്ചു, എന്തുകൊണ്ടെന്ന് അവർക്ക് തുടക്കത്തിൽ മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിഞ്ഞില്ല. ആറ്റോമിക് തലത്തിൽ ഉത്തരം കണ്ടെത്താൻ കഴിയും - ഘടകങ്ങളുടെ ഉള്ളിലെ രണ്ട് നിർണായക ഇൻ്റർമീഡിയറ്റ് പ്രതലങ്ങളിൽ.
LiU, SweGaN എന്നിവയിലെ ഗവേഷകർ, LiU- യുടെ Lars Hultman, Jun Lu എന്നിവരുടെ നേതൃത്വത്തിൽ, അപ്ലൈഡ് ഫിസിക്സ് ലെറ്റേഴ്സിൽ ഈ പ്രതിഭാസത്തിൻ്റെ വിശദീകരണം അവതരിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജുകളെ ചെറുക്കാൻ ഇതിലും വലിയ കഴിവുള്ള ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു രീതി വിവരിക്കുന്നു.
ശാസ്ത്രജ്ഞർ മുമ്പ് അറിയപ്പെടാത്ത ഒരു എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ചാ സംവിധാനം കണ്ടെത്തി, അതിന് അവർ "ട്രാൻസ്മോർഫിക് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ച" എന്ന് പേരിട്ടു. വ്യത്യസ്ത പാളികൾക്കിടയിലുള്ള ആയാസം ക്രമേണ ആറ്റങ്ങളുടെ രണ്ട് പാളികളിലുടനീളം ആഗിരണം ചെയ്യാൻ ഇത് കാരണമാകുന്നു. ഇതിനർത്ഥം, അവയ്ക്ക് രണ്ട് പാളികളായ ഗാലിയം നൈട്രൈഡ്, അലൂമിനിയം നൈട്രൈഡ് എന്നിവ സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൽ വളർത്താൻ കഴിയും, അതുവഴി മെറ്റീരിയലിൽ പാളികൾ പരസ്പരം എങ്ങനെ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്ന് ആറ്റോമിക് തലത്തിൽ നിയന്ത്രിക്കാം. 1800 V വരെ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജുകളെ നേരിടുന്നുണ്ടെന്ന് ലബോറട്ടറിയിൽ അവർ കാണിച്ചു. ഒരു ക്ലാസിക് സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത ഘടകത്തിൽ അത്തരമൊരു വോൾട്ടേജ് സ്ഥാപിക്കുകയാണെങ്കിൽ, തീപ്പൊരികൾ പറക്കാൻ തുടങ്ങുകയും ട്രാൻസിസ്റ്റർ നശിപ്പിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യും.
“SweGaN കണ്ടുപിടിത്തം വിപണനം ചെയ്യാൻ തുടങ്ങുമ്പോൾ ഞങ്ങൾ അഭിനന്ദിക്കുന്നു. സമൂഹത്തിൽ കാര്യക്ഷമമായ സഹകരണവും ഗവേഷണ ഫലങ്ങളുടെ ഉപയോഗവും ഇത് കാണിക്കുന്നു. ഇപ്പോൾ കമ്പനിയിൽ ജോലി ചെയ്യുന്ന ഞങ്ങളുടെ മുൻ സഹപ്രവർത്തകരുമായി അടുത്ത ബന്ധം പുലർത്തുന്നതിനാൽ, ഞങ്ങളുടെ ഗവേഷണം അക്കാദമിക് ലോകത്തിന് പുറത്തും അതിവേഗം സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു, ”ലാർസ് ഹൾട്ട്മാൻ പറയുന്നു.
ലിങ്കോപ്പിംഗ് യൂണിവേഴ്സിറ്റി നൽകുന്ന മെറ്റീരിയലുകൾ. മോണിക്ക വെസ്റ്റ്മാൻ സ്വെൻസെലിയസ് ആണ് ഒറിജിനൽ എഴുതിയത്. ശ്രദ്ധിക്കുക: ശൈലിക്കും ദൈർഘ്യത്തിനും വേണ്ടി ഉള്ളടക്കം എഡിറ്റ് ചെയ്‌തേക്കാം.
സയൻസ് ഡെയ്‌ലിയുടെ സൗജന്യ ഇമെയിൽ വാർത്താക്കുറിപ്പുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഏറ്റവും പുതിയ ശാസ്‌ത്ര വാർത്തകൾ, ദിവസേനയും ആഴ്‌ചതോറും അപ്‌ഡേറ്റ് ചെയ്യുക. അല്ലെങ്കിൽ നിങ്ങളുടെ RSS റീഡറിൽ മണിക്കൂർ തോറും അപ്‌ഡേറ്റ് ചെയ്യുന്ന വാർത്താ ഫീഡുകൾ കാണുക:
സയൻസ് ഡെയ്‌ലിയെക്കുറിച്ച് നിങ്ങൾ എന്താണ് ചിന്തിക്കുന്നതെന്ന് ഞങ്ങളോട് പറയുക - അനുകൂലവും പ്രതികൂലവുമായ അഭിപ്രായങ്ങളെ ഞങ്ങൾ സ്വാഗതം ചെയ്യുന്നു. സൈറ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നതിൽ എന്തെങ്കിലും പ്രശ്നമുണ്ടോ? ചോദ്യങ്ങൾ?
പോസ്റ്റ് സമയം: മെയ്-11-2020