Хэдхэн нанометр шиг нимгэн хагас дамжуулагчийн давхаргыг хооронд нь холбох шинэ арга нь шинжлэх ухааны нээлт төдийгүй өндөр хүчин чадалтай электрон төхөөрөмжүүдэд зориулсан шинэ төрлийн транзисторыг бий болгосон юм. Хэрэглээний физикийн захидалд нийтлэгдсэн үр дүн нь асар их сонирхлыг төрүүлсэн.
Энэхүү ололт нь Линкөпингийн их сургуулийн эрдэмтэд болон LiU-ийн материал судлалын судалгааны салбар болох SweGaN-ийн хоорондын нягт хамтын ажиллагааны үр дүн юм. Тус компани нь галлийн нитридээс тусгай зориулалтын электрон эд анги үйлдвэрлэдэг.
Галийн нитрид, GaN нь үр ашигтай гэрэл ялгаруулах диод хийхэд ашиглагддаг хагас дамжуулагч юм. Гэсэн хэдий ч энэ нь бусад олон хагас дамжуулагчтай харьцуулахад өндөр температур, гүйдлийн хүчийг тэсвэрлэх чадвартай тул транзистор гэх мэт бусад хэрэглээнд ашигтай байж болно. Эдгээр нь цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд ашиглагддаг төдийгүй ирээдүйн электрон эд ангиудын чухал шинж чанарууд юм.
Галийн нитридийн уурыг цахиурын карбидын хавтан дээр өтгөрүүлж, нимгэн бүрхүүл үүсгэдэг. Нэг талст материалыг нөгөөгийн субстрат дээр ургуулах аргыг "эпитакси" гэж нэрлэдэг. Энэ аргыг хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлд ихэвчлэн ашигладаг, учир нь энэ нь үүссэн нанометрийн хальсны болор бүтэц, химийн найрлагыг тодорхойлоход маш их эрх чөлөө өгдөг.
Галийн нитрид, GaN, цахиурын карбид, SiC (хоёулаа хүчтэй цахилгаан талбарыг тэсвэрлэх чадвартай) хосолсон хэлхээ нь өндөр хүчин чадал шаардагдах хэрэглээнд тохиромжтой байх болно.
Галийн нитрид ба цахиурын карбид гэсэн хоёр талст материалын хоорондох гадаргуу дээр таарах байдал муу байна. Атомууд нь хоорондоо таарахгүй байх нь транзисторын эвдрэлд хүргэдэг. Судалгаагаар үүнийг шийдэж, улмаар хоёр давхаргын хооронд хөнгөн цагаан нитридын бүр нимгэн давхаргыг байрлуулсан арилжааны шийдэлд хүргэсэн.
SweGaN-ийн инженерүүд транзисторууд нь тэдний бодож байснаас хамаагүй өндөр талбайн хүчийг даван туулж чадна гэдгийг санамсаргүй анзаарсан бөгөөд тэд эхэндээ яагаад гэдгийг ойлгож чадаагүй юм. Хариултыг атомын түвшинд - бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн доторх хэд хэдэн чухал завсрын гадаргуугаас олж болно.
LiU-ийн Ларс Хултман, Жун Лу нараар ахлуулсан LiU болон SweGaN-ийн судлаачид Хэрэглээний физикийн захидалд энэ үзэгдлийн тайлбарыг танилцуулж, өндөр хүчдэлийг тэсвэрлэх чадвартай транзистор үйлдвэрлэх аргыг тайлбарлав.
Эрдэмтэд урьд өмнө мэдэгдээгүй эпитаксиаль өсөлтийн механизмыг олж илрүүлсэн бөгөөд үүнийг "трансморфик эпитаксиал өсөлт" гэж нэрлэсэн. Энэ нь янз бүрийн давхаргын хоорондох ачааллыг атомын хэд хэдэн давхаргад аажмаар шингээхэд хүргэдэг. Энэ нь галлийн нитрид ба хөнгөн цагаан нитрид гэсэн хоёр давхаргыг цахиурын карбид дээр ургуулж, материал дахь давхаргууд хоорондоо хэрхэн холбогдож байгааг атомын түвшинд хянах боломжтой гэсэн үг юм. Лабораторид тэд материал нь 1800 В хүртэл өндөр хүчдэлийг тэсвэрлэдэг болохыг харуулсан. Хэрэв ийм хүчдэлийг сонгодог цахиурт суурилсан бүрэлдэхүүн хэсэгт байрлуулсан бол оч гарч эхлэх бөгөөд транзистор устах болно.
"Бид SweGaN шинэ бүтээлээ зах зээлд гаргаж эхэлсэнд баяр хүргэе. Энэ нь үр дүнтэй хамтын ажиллагаа, судалгааны үр дүнг нийгэмд ашиглаж байгааг харуулж байна. Одоо тус компанид ажиллаж байгаа өмнөх хамт олонтойгоо ойр дотно харилцаж байгаа учраас бидний судалгаа эрдэм шинжилгээний ертөнцөөс гадуур ч хурдацтай нөлөөлж байна” гэж Ларс Хултман хэлэв.
Линкопинг их сургуулиас өгсөн материал. Эх хувийг Моника Вестман Свенселиус бичсэн. Жич: Агуулгыг загвар болон уртын дагуу засаж болно.
Шинжлэх ухааны хамгийн сүүлийн үеийн мэдээг ScienceDaily-ийн өдөр бүр болон долоо хоног бүр шинэчлэгддэг үнэгүй цахим шуудангийн товхимолоор аваарай. Эсвэл RSS уншигчдаа цаг тутам шинэчлэгдсэн мэдээний сувгийг үзэх боломжтой:
ScienceDaily-ийн талаар юу гэж бодож байгаагаа бидэнд хэлээрэй - бид эерэг болон сөрөг сэтгэгдлийг хүлээн авна. Сайтыг ашиглахад ямар нэгэн асуудал байна уу? Асуулт?
Шуудангийн цаг: 2020 оны 5-р сарын 11-ний хооронд