እንደ ጥቂት ናኖሜትሮች ቀጭን የሆኑ ሴሚኮንዳክተሮችን ንብርብሮች ለማጣመር አዲስ ዘዴ ሳይንሳዊ ግኝት ብቻ ሳይሆን ለከፍተኛ ኃይል ላላቸው የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች አዲስ ዓይነት ትራንዚስተርም አስገኝቷል። ውጤቱ፣ በ Applied Physics Letters ላይ የታተመው፣ ከፍተኛ ፍላጎትን አስነስቷል።
ይህ ስኬት የተገኘው በሊንኮፒንግ ዩኒቨርሲቲ ሳይንቲስቶች እና በሊዩ የሚገኘው የቁሳቁስ ሳይንስ ምርምር ኩባንያ የሆነው ስዌጋኤን መካከል በተደረገ የቅርብ ትብብር ነው። ኩባንያው ከጋሊየም ናይትሬድ የተበጁ የኤሌክትሮኒክስ ክፍሎችን ያመርታል።
ጋሊየም ናይትራይድ፣ ጋኤን፣ ለቀላል ብርሃን አመንጪ ዳዮዶች የሚያገለግል ሴሚኮንዳክተር ነው። ይሁን እንጂ ከሌሎች ብዙ ሴሚኮንዳክተሮች የበለጠ ከፍተኛ የሙቀት መጠን እና የአሁን ጥንካሬዎችን መቋቋም ስለሚችል እንደ ትራንዚስተሮች ባሉ ሌሎች አፕሊኬሽኖችም ጠቃሚ ሊሆን ይችላል። እነዚህ ለወደፊት የኤሌክትሮኒክስ ክፍሎች አስፈላጊ ባህሪያት ናቸው፣ በተለይም በኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች ውስጥ ለሚጠቀሙባቸው።
የጋሊየም ናይትሬድ ትነት በሲሊኮን ካርቦይድ ዋፈር ላይ እንዲዋሃድ ይፈቀድለታል፣ ይህም ቀጭን ሽፋን ይፈጥራል። አንድ ክሪስታሊን ቁስ በሌላኛው ንጣፍ ላይ የሚበቅልበት ዘዴ "ኤፒታክሲ" በመባል ይታወቃል። ዘዴው ብዙውን ጊዜ በሴሚኮንዳክተር ኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል ምክንያቱም የተፈጠረውን የናኖሜትር ፊልም የክሪስታል መዋቅር እና የኬሚካል ስብጥር ለመወሰን ትልቅ ነፃነት ይሰጣል።
የጋሊየም ናይትራይድ፣ የጋኤን እና የሲሊኮን ካርቦይድ ጥምረት፣ SiC (ሁለቱም ጠንካራ የኤሌክትሪክ መስኮችን መቋቋም የሚችሉ)፣ ወረዳዎቹ ከፍተኛ ኃይል ለሚያስፈልጋቸው አፕሊኬሽኖች ተስማሚ መሆናቸውን ያረጋግጣል።
ይሁን እንጂ በሁለቱ ክሪስታሊን ቁሶች፣ ጋሊየም ናይትራይድ እና ሲሊከን ካርቦይድ መካከል ያለው ወለል ላይ ያለው መገጣጠም ደካማ ነው። አቶሞች እርስ በእርሳቸው የማይጣጣሙ በመሆናቸው ትራንዚስተሩን ወደ ውድቀት ይመራሉ። ይህ በምርምር ተፈትቷል፣ ይህም በኋላ ላይ በሁለቱ ንብርብሮች መካከል የበለጠ ቀጭን የአሉሚኒየም ናይትራይድ ንብርብር እንዲቀመጥ የሚያስችል የንግድ መፍትሄ አስገኝቷል።
በስዌጋኤን የሚገኙ መሐንዲሶች በአጋጣሚ ትራንዚስተሮቻቸው ከጠበቁት በላይ በከፍተኛ ሁኔታ ከፍ ያሉ የመስክ ጥንካሬዎችን መቋቋም እንደሚችሉ አስተውለዋል፣ እና መጀመሪያ ላይ ለምን እንደሆነ መረዳት አልቻሉም። መልሱ በአቶሚክ ደረጃ - በክፍሎቹ ውስጥ ባሉ ሁለት ወሳኝ መካከለኛ ቦታዎች ላይ ይገኛል።
በሊዩ ላርስ ሁልትማን እና ጁን ሉ የሚመሩ የሊዩ እና የስዌጋኤን ተመራማሪዎች በተግባራዊ ፊዚክስ ሌተርስ ላይ ስለ ክስተቱ ማብራሪያ ያቀርባሉ፣ እና ከፍተኛ ቮልቴጅን የመቋቋም ችሎታ ያላቸውን ትራንዚስተሮች የማምረት ዘዴን ይገልጻሉ።
ሳይንቲስቶች ቀደም ሲል ያልታወቀ የኤፒታክሲያል የእድገት ዘዴ አግኝተዋል፤ እሱም “ትራንስሞርፊክ ኤፒታክሲያል እድገት” ብለው ሰየሙት። ይህም በተለያዩ ንብርብሮች መካከል ያለው ውጥረት ቀስ በቀስ በጥቂት የአቶሞች ንብርብሮች ላይ እንዲዋሃድ ያደርጋል። ይህ ማለት ሁለቱን ንብርብሮች ማለትም ጋሊየም ናይትራይድ እና አልሙኒየም ናይትራይድ በሲሊኮን ካርቦይድ ላይ ማሳደግ ይችላሉ ማለት ነው፣ ይህም ንብርብሮቹ በቁሳቁሱ ውስጥ እርስ በርስ እንዴት እንደሚዛመዱ በአቶሚክ ደረጃ ለመቆጣጠር ያስችላል። በላብራቶሪ ውስጥ ቁሱ እስከ 1800 V ድረስ ከፍተኛ ቮልቴጅን እንደሚቋቋም አሳይተዋል። እንዲህ ዓይነቱ ቮልቴጅ በጥንታዊ ሲሊኮን ላይ በተመሠረተ አካል ላይ ቢቀመጥ፣ ብልጭታዎች መብረር ይጀምራሉ እና ትራንዚስተሩ ይወድማል።
“ስዌጋኤን የፈጠራውን ገበያ ማስተዋወቅ በመጀመራቸው እንኳን ደስ አላችሁ እንላለን። ውጤታማ ትብብር እና በኅብረተሰቡ ውስጥ የምርምር ውጤቶችን መጠቀምን ያሳያል። አሁን ለኩባንያው ከሚሰሩት የቀድሞ ባልደረቦቻችን ጋር በምናደርገው የቅርብ ግንኙነት ምክንያት ጥናታችን ከአካዳሚክ ዓለም ውጭም በፍጥነት ተጽዕኖ ያሳድራል” ይላሉ ላርስ ሃልትማን።
በሊንኮፒንግ ዩኒቨርሲቲ የቀረቡ ቁሳቁሶች። የመጀመሪያው የተጻፈው በሞኒካ ዌስትማን ስቬንሴሊየስ ነው። ማሳሰቢያ፡ ይዘቱ ለቅጥ እና ለርዝመት ሊስተካከል ይችላል።
በየቀኑ እና በየሳምንቱ የሚዘመኑ፣ በሳይንስዴይሊ ነፃ የኢሜይል ጋዜጣዎች የቅርብ ጊዜውን የሳይንስ ዜና ያግኙ። ወይም በየሰዓቱ የሚዘመኑ የዜና ምግቦችን በRSS አንባቢዎ ውስጥ ይመልከቱ፡
ስለ ScienceDaily ያለዎትን አስተያየት ይንገሩን - አዎንታዊም አሉታዊም አስተያየቶችን እንቀበላለን። ድህረ ገጹን በመጠቀም ላይ ችግር አለዎት? ጥያቄዎች አሉዎት?
የፖስታ ሰዓት፡ ግንቦት-11-2020