Bir necha nanometr kabi yupqa yarimo‘tkazgichlar qatlamlarini bir-biriga moslashtirishning yangi usuli nafaqat ilmiy kashfiyot, balki yuqori quvvatli elektron qurilmalar uchun yangi turdagi tranzistorni ham yaratdi. Amaliy fizika maktublarida chop etilgan natija katta qiziqish uyg'otdi.
Bu yutuq Linköping universiteti olimlari va LiUdagi materialshunoslik boʻyicha tadqiqot olib boradigan SweGaN kompaniyasining yaqin hamkorligi natijasidir. Kompaniya galliy nitrididan moslashtirilgan elektron komponentlar ishlab chiqaradi.
Galliy nitridi, GaN, samarali yorug'lik chiqaradigan diodlar uchun ishlatiladigan yarimo'tkazgichdir. Biroq, u tranzistorlar kabi boshqa ilovalarda ham foydali bo'lishi mumkin, chunki u boshqa ko'plab yarimo'tkazgichlarga qaraganda yuqori harorat va oqim kuchiga bardosh bera oladi. Bular kelajakdagi elektron komponentlar uchun muhim xususiyatlar, elektr transport vositalarida ishlatiladiganlar uchun emas.
Galliy nitridi bug'i kremniy karbidli gofretga kondensatsiyalanib, yupqa qoplama hosil qiladi. Bir kristalli materialni boshqasining substratida o'stirish usuli "epitaksiya" deb nomlanadi. Usul ko'pincha yarimo'tkazgich sanoatida qo'llaniladi, chunki u kristall tuzilishini va hosil bo'lgan nanometr plyonkaning kimyoviy tarkibini aniqlashda katta erkinlik beradi.
Galliy nitridi, GaN va kremniy karbid, SiC (ikkalasi ham kuchli elektr maydonlariga bardosh bera oladi) birikmasi kontaktlarning zanglashiga olib, yuqori quvvatlar kerak bo'lgan ilovalar uchun mos kelishini ta'minlaydi.
Biroq, ikkita kristall material, galliy nitridi va kremniy karbid o'rtasidagi sirtga moslashish yomon. Atomlar bir-biriga mos kelmaydi, bu esa tranzistorning ishdan chiqishiga olib keladi. Bu ikki qatlam orasiga alyuminiy nitridining yanada yupqa qatlami qo'yiladigan tijorat yechimiga olib kelgan tadqiqotlar orqali hal qilindi.
SweGaN muhandislari tasodifan ularning tranzistorlari ular kutganidan ancha yuqori maydon kuchiga dosh bera olishini payqashdi va dastlab nima uchun tushuna olmadilar. Javobni atom darajasida topish mumkin - komponentlar ichidagi bir nechta muhim oraliq sirtlarda.
LiU va SweGaN tadqiqotchilari, LiUdan Lars Xultman va Jun Lu boshchiligidagi tadqiqotchilar Amaliy fizika maktublarida hodisaning izohini taqdim etadilar va yuqori kuchlanishlarga bardosh berish qobiliyatiga ega tranzistorlar ishlab chiqarish usulini tasvirlaydilar.
Olimlar ilgari noma'lum bo'lgan epitaksial o'sish mexanizmini kashf etdilar, ular "transmorfik epitaksial o'sish" deb nom berishdi. Bu turli qatlamlar orasidagi kuchlanishni asta-sekin bir necha atom qatlamlari bo'ylab so'rilishiga olib keladi. Bu shuni anglatadiki, ular ikki qatlamni, galliy nitridi va alyuminiy nitridini, qatlamlarning materialda bir-biri bilan qanday bog'liqligini atom darajasida nazorat qilish uchun silikon karbidda o'stirishlari mumkin. Laboratoriyada ular materialning 1800 V gacha bo'lgan yuqori kuchlanishlarga bardosh berishini ko'rsatdi. Agar bunday kuchlanish klassik kremniyga asoslangan komponentga o'rnatilgan bo'lsa, uchqunlar uchib keta boshlaydi va tranzistor yo'q qilinadi.
“Biz SweGaNni ixtironi bozorga chiqarishni boshlaganlari bilan tabriklaymiz. Bu jamiyatda samarali hamkorlik va tadqiqot natijalaridan foydalanishni ko'rsatadi. Hozir kompaniyada ishlayotgan avvalgi hamkasblarimiz bilan yaqin aloqada bo'lganimiz sababli, bizning tadqiqotlarimiz akademik dunyodan tashqarida ham tez ta'sir o'tkazmoqda, - deydi Lars Xultman.
Linköping universiteti tomonidan taqdim etilgan materiallar. Asl nusxasi Monika Vestman Svenselius tomonidan yozilgan. Eslatma: Tarkib uslub va uzunlikka qarab tahrirlanishi mumkin.
ScienceDaily-ning har kuni va har hafta yangilanib turadigan bepul elektron pochta xabarnomalari bilan so'nggi fan yangiliklarini oling. Yoki RSS o'quvchida soatlik yangilanadigan yangiliklar tasmalarini ko'ring:
ScienceDaily haqida fikringizni bildiring — biz ham ijobiy, ham salbiy sharhlarni qabul qilamiz. Saytdan foydalanishda muammolar bormi? Savollar?
Etkazib berish vaqti: 2020 yil 11-may