செமிகண்டக்டர்களின் அடுக்குகளை ஒரு சில நானோமீட்டர்கள் அளவுக்கு மெல்லியதாகப் பொருத்துவதற்கான ஒரு புதிய முறையானது அறிவியல் கண்டுபிடிப்பு மட்டுமல்ல, உயர்-சக்தி மின்னணு சாதனங்களுக்கான புதிய வகை டிரான்சிஸ்டரையும் விளைவித்துள்ளது. அப்ளைடு பிசிக்ஸ் லெட்டர்ஸில் வெளியிடப்பட்ட முடிவு, பெரும் ஆர்வத்தைத் தூண்டியுள்ளது.
லிங்கோபிங் பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகள் மற்றும் லியுவில் உள்ள மெட்டீரியல் சயின்ஸ் ஆராய்ச்சியின் ஸ்பின்-ஆஃப் நிறுவனமான SweGaN ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான நெருங்கிய ஒத்துழைப்பின் விளைவாக இந்த சாதனை உள்ளது. நிறுவனம் காலியம் நைட்ரைடில் இருந்து வடிவமைக்கப்பட்ட மின்னணு கூறுகளை உற்பத்தி செய்கிறது.
கேலியம் நைட்ரைடு, GaN, திறமையான ஒளி-உமிழும் டையோட்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு குறைக்கடத்தி ஆகும். இருப்பினும், டிரான்சிஸ்டர்கள் போன்ற பிற பயன்பாடுகளிலும் இது பயனுள்ளதாக இருக்கும், ஏனெனில் இது பல குறைக்கடத்திகளைக் காட்டிலும் அதிக வெப்பநிலை மற்றும் தற்போதைய வலிமையைத் தாங்கும். இவை எதிர்கால எலக்ட்ரானிக் கூறுகளுக்கு முக்கியமான பண்புகள், மின்சார வாகனங்களில் பயன்படுத்தப்படுபவை அல்ல.
காலியம் நைட்ரைடு நீராவி சிலிக்கான் கார்பைட்டின் ஒரு செதில் மீது ஒடுங்க அனுமதிக்கப்படுகிறது, இது ஒரு மெல்லிய பூச்சு உருவாகிறது. ஒரு படிகப் பொருளை மற்றொரு அடி மூலக்கூறில் வளர்க்கும் முறை "எபிடாக்ஸி" என்று அழைக்கப்படுகிறது. செமிகண்டக்டர் துறையில் இந்த முறை பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஏனெனில் இது படிக அமைப்பு மற்றும் நானோமீட்டர் படத்தின் வேதியியல் கலவை இரண்டையும் தீர்மானிப்பதில் பெரும் சுதந்திரத்தை வழங்குகிறது.
காலியம் நைட்ரைடு, GaN மற்றும் சிலிக்கான் கார்பைடு, SiC (இவை இரண்டும் வலுவான மின்சார புலங்களைத் தாங்கும்) ஆகியவற்றின் கலவையானது, அதிக சக்திகள் தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு சுற்றுகள் பொருத்தமானவை என்பதை உறுதி செய்கிறது.
இருப்பினும், காலியம் நைட்ரைடு மற்றும் சிலிக்கான் கார்பைடு ஆகிய இரண்டு படிகப் பொருட்களுக்கு இடையே உள்ள மேற்பரப்பில் பொருத்தம் மோசமாக உள்ளது. அணுக்கள் ஒன்றோடொன்று பொருந்தாமல் போய்விடும், இது டிரான்சிஸ்டரின் தோல்விக்கு வழிவகுக்கிறது. இது ஆராய்ச்சி மூலம் நிவர்த்தி செய்யப்பட்டது, இது ஒரு வணிக தீர்வுக்கு வழிவகுத்தது, இதில் இரண்டு அடுக்குகளுக்கு இடையில் அலுமினிய நைட்ரைட்டின் மெல்லிய அடுக்கு வைக்கப்பட்டது.
SweGaN இல் உள்ள பொறியாளர்கள் தற்செயலாக தங்கள் டிரான்சிஸ்டர்கள் தாங்கள் எதிர்பார்த்ததை விட கணிசமாக அதிக புல வலிமையை சமாளிக்க முடியும் என்பதை கவனித்தனர், மேலும் அவர்களால் ஏன் என்று ஆரம்பத்தில் புரிந்து கொள்ள முடியவில்லை. பதிலை அணு மட்டத்தில் காணலாம் - கூறுகளுக்குள் இரண்டு முக்கியமான இடைநிலை பரப்புகளில்.
LiU இன் Lars Hultman மற்றும் Jun Lu தலைமையிலான LiU மற்றும் SweGaN இன் ஆராய்ச்சியாளர்கள், அப்ளைடு இயற்பியல் கடிதங்களில் நிகழ்வின் விளக்கத்தை வழங்கினர், மேலும் அதிக மின்னழுத்தங்களைத் தாங்கும் திறன் கொண்ட டிரான்சிஸ்டர்களை உருவாக்கும் முறையை விவரிக்கின்றனர்.
விஞ்ஞானிகள் முன்னர் அறியப்படாத எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி பொறிமுறையைக் கண்டுபிடித்துள்ளனர், அதற்கு அவர்கள் "டிரான்ஸ்மார்பிக் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி" என்று பெயரிட்டுள்ளனர். இது வெவ்வேறு அடுக்குகளுக்கு இடையே உள்ள திரிபு அணுக்களின் இரண்டு அடுக்குகளில் படிப்படியாக உறிஞ்சப்படுவதற்கு காரணமாகிறது. இதன் பொருள் என்னவென்றால், அவை இரண்டு அடுக்குகளான காலியம் நைட்ரைடு மற்றும் அலுமினியம் நைட்ரைடு ஆகியவற்றை சிலிக்கான் கார்பைடில் வளர்க்கலாம், இதனால் அடுக்குகள் பொருளில் ஒருவருக்கொருவர் எவ்வாறு தொடர்பு கொள்கின்றன என்பதை அணு மட்டத்தில் கட்டுப்படுத்தலாம். ஆய்வகத்தில், பொருள் உயர் மின்னழுத்தங்களை, 1800 V வரை தாங்கும் என்று அவர்கள் காட்டியுள்ளனர். அத்தகைய மின்னழுத்தம் ஒரு உன்னதமான சிலிக்கான் அடிப்படையிலான கூறு முழுவதும் வைக்கப்பட்டால், தீப்பொறிகள் பறக்கத் தொடங்கும் மற்றும் டிரான்சிஸ்டர் அழிக்கப்படும்.
“SweGaN அவர்கள் கண்டுபிடிப்பை சந்தைப்படுத்தத் தொடங்கும் போது நாங்கள் அவரை வாழ்த்துகிறோம். இது சமூகத்தில் திறமையான ஒத்துழைப்பையும் ஆராய்ச்சி முடிவுகளின் பயன்பாட்டையும் காட்டுகிறது. இப்போது நிறுவனத்தில் பணிபுரியும் எங்கள் முந்தைய சக ஊழியர்களுடன் நாங்கள் வைத்திருக்கும் நெருங்கிய தொடர்பு காரணமாக, எங்கள் ஆராய்ச்சி கல்வி உலகிற்கு வெளியேயும் விரைவாக தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது, ”என்கிறார் லார்ஸ் ஹல்ட்மேன்.
லிங்கோபிங் பல்கலைக்கழகம் வழங்கிய பொருட்கள். அசல் எழுதியவர் மோனிகா வெஸ்ட்மேன் ஸ்வென்செலியஸ். குறிப்பு: நடை மற்றும் நீளத்திற்கு உள்ளடக்கம் திருத்தப்படலாம்.
சயின்ஸ் டெய்லியின் இலவச மின்னஞ்சல் செய்திமடல்களுடன் சமீபத்திய அறிவியல் செய்திகளைப் பெறுங்கள், தினசரி மற்றும் வாரந்தோறும் புதுப்பிக்கப்படும். அல்லது உங்கள் RSS ரீடரில் மணிநேரம் புதுப்பிக்கப்பட்ட செய்தி ஊட்டங்களைப் பார்க்கவும்:
ScienceDaily பற்றி நீங்கள் என்ன நினைக்கிறீர்கள் என்பதை எங்களிடம் கூறுங்கள் — நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறையான கருத்துக்களை நாங்கள் வரவேற்கிறோம். தளத்தைப் பயன்படுத்துவதில் ஏதேனும் சிக்கல் உள்ளதா? கேள்விகள்?
இடுகை நேரம்: மே-11-2020