Një metodë e re për të përshtatur së bashku shtresa gjysmëpërçuesish aq të hollë sa disa nanometra ka rezultuar jo vetëm në një zbulim shkencor, por edhe në një lloj të ri tranzistor për pajisjet elektronike me fuqi të lartë. Rezultati, i publikuar në Applied Physics Letters, ka ngjallur interes të madh.
Arritja është rezultat i një bashkëpunimi të ngushtë midis shkencëtarëve në Universitetin Linköping dhe SweGaN, një kompani spin-off nga kërkimet shkencore të materialeve në LiU. Kompania prodhon komponentë elektronikë të përshtatur nga nitridi i galiumit.
Nitridi i galiumit, GaN, është një gjysmëpërçues që përdoret për dioda efikase që lëshojnë dritë. Megjithatë, mund të jetë i dobishëm edhe në aplikime të tjera, si tranzistorët, pasi mund t'i rezistojë temperaturave dhe fuqive më të larta të rrymës se shumë gjysmëpërçues të tjerë. Këto janë veti të rëndësishme për komponentët elektronikë të ardhshëm, jo më pak për ato që përdoren në automjetet elektrike.
Avulli i nitridit të galiumit lejohet të kondensohet në një vaferë me karabit silikoni, duke formuar një shtresë të hollë. Metoda në të cilën një material kristalor rritet në një substrat të një tjetri njihet si "epitaksi". Metoda përdoret shpesh në industrinë e gjysmëpërçuesve pasi ofron liri të madhe në përcaktimin e strukturës kristalore dhe përbërjes kimike të filmit nanometër të formuar.
Kombinimi i nitridit të galiumit, GaN dhe karbitit të silikonit, SiC (të dyja mund t'i rezistojnë fushave të forta elektrike), siguron që qarqet të jenë të përshtatshme për aplikime në të cilat nevojiten fuqi të larta.
Përshtatja në sipërfaqe midis dy materialeve kristalore, nitridit të galiumit dhe karbitit të silikonit, është, megjithatë, e dobët. Atomet përfundojnë të papërputhura me njëri-tjetrin, gjë që çon në dështimin e transistorit. Kjo është trajtuar nga kërkimet, të cilat më pas çuan në një zgjidhje komerciale, në të cilën një shtresë edhe më e hollë e nitridit të aluminit u vendos midis dy shtresave.
Inxhinierët në SweGaN vunë re rastësisht se tranzistorët e tyre mund të përballonin fuqitë e fushës dukshëm më të larta nga sa prisnin, dhe fillimisht nuk mund ta kuptonin pse. Përgjigja mund të gjendet në nivelin atomik - në disa sipërfaqe kritike të ndërmjetme brenda komponentëve.
Studiuesit në LiU dhe SweGaN, të udhëhequr nga Lars Hultman dhe Jun Lu nga LiU, paraqesin në Applied Physics Letters një shpjegim të fenomenit dhe përshkruajnë një metodë për të prodhuar transistorë me një aftësi edhe më të madhe për t'i bërë ballë tensioneve të larta.
Shkencëtarët kanë zbuluar një mekanizëm të panjohur më parë të rritjes epitaksiale që ata e kanë quajtur "rritje epitaksiale transmorfike". Ajo bën që tendosja midis shtresave të ndryshme të absorbohet gradualisht nëpër disa shtresa atomesh. Kjo do të thotë se ata mund të rritin dy shtresat, nitridin e galiumit dhe nitridin e aluminit, në karabit silikoni në mënyrë që të kontrollojnë në nivelin atomik se si shtresat lidhen me njëra-tjetrën në material. Në laborator ata kanë treguar se materiali i përballon tensionet e larta, deri në 1800 V. Nëse një tension i tillë do të vendosej në një komponent klasik me bazë silikoni, do të fillonin të fluturonin shkëndija dhe transistori do të shkatërrohej.
“Ne e përgëzojmë SweGaN që ata fillojnë të tregtojnë shpikjen. Ai tregon bashkëpunim efikas dhe shfrytëzimin e rezultateve të kërkimit në shoqëri. Për shkak të kontaktit të ngushtë që kemi me kolegët tanë të mëparshëm që tani punojnë për kompaninë, kërkimi ynë ka një ndikim të shpejtë edhe jashtë botës akademike, "thotë Lars Hultman.
Materialet e siguruara nga Universiteti Linköping. Origjinali i shkruar nga Monica Westman Svenselius. Shënim: Përmbajtja mund të modifikohet për stil dhe gjatësi.
Merrni lajmet më të fundit shkencore me buletinet falas të emailit të ScienceDaily, të përditësuara çdo ditë dhe javore. Ose shikoni burimet e lajmeve të përditësuara çdo orë në lexuesin tuaj RSS:
Na tregoni se çfarë mendoni për ScienceDaily - ne mirëpresim komente pozitive dhe negative. Keni ndonjë problem me përdorimin e faqes? Pyetje?
Koha e postimit: Maj-11-2020