Бир нече нанометрдей жука жарым өткөргүчтөрдүн катмарларын бириктирүүнүн жаңы ыкмасы илимий ачылышка гана эмес, ошондой эле жогорку кубаттуулуктагы электрондук түзүлүштөр үчүн жаңы транзистор түрүнө алып келди. Applied Physics Letters журналында жарыяланган жыйынтык чоң кызыгууну жаратты.
Бул жетишкендик Линкёпинг университетинин окумуштуулары менен ЛиУдагы материал таануу изилдөөлөрүнөн бөлүнүп чыккан SweGaN компаниясынын тыгыз кызматташтыгынын натыйжасы болуп саналат. Компания галлий нитридинен электрондук компоненттерди жекече чыгарат.
Галлий нитриди, GaN, натыйжалуу жарык чыгаруучу диоддор үчүн колдонулган жарым өткөргүч. Бирок, ал башка колдонмолордо, мисалы, транзисторлордо да пайдалуу болушу мүмкүн, анткени ал башка көптөгөн жарым өткөргүчтөргө караганда жогорку температурага жана ток күчүнө туруштук бере алат. Булар келечектеги электрондук компоненттер үчүн, айрыкча электр унааларында колдонулгандар үчүн маанилүү касиеттер.
Галлий нитридинин буусу кремний карбидинин пластинасына конденсацияланып, жука катмар пайда кылат. Бир кристаллдык материалды экинчисинин субстратына өстүрүү ыкмасы "эпитаксия" деп аталат. Бул ыкма көбүнчө жарым өткөргүчтөр өнөр жайында колдонулат, анткени ал кристаллдык түзүлүштү жана пайда болгон нанометрдик пленканын химиялык курамын аныктоодо чоң эркиндик берет.
Галлий нитридинин, GaN жана кремний карбидинин, SiC (экөө тең күчтүү электр талааларына туруштук бере алат) айкалышы схемалардын жогорку кубаттуулуктар талап кылынган колдонмолорго ылайыктуулугун камсыздайт.
Бирок, эки кристаллдык материалдын, галлий нитридинин жана кремний карбидинин ортосундагы беттик дал келүү начар. Атомдор бири-бири менен дал келбей калат, бул транзистордун иштен чыгышына алып келет. Бул изилдөөлөр аркылуу чечилип, кийинчерээк коммерциялык чечимге алып келген, анда эки катмардын ортосуна андан да жука алюминий нитрид катмары жайгаштырылган.
SweGaN инженерлери кокусунан транзисторлору күткөндөн бир топ жогорку талаа күчүнө туруштук бере аларын байкашкан жана башында эмне үчүн экенин түшүнө алышкан эмес. Жоопту атомдук деңгээлде — компоненттердин ичиндеги бир нече маанилүү аралык беттерден тапса болот.
LiU жана SweGaN изилдөөчүлөрү, LiUдан Ларс Халтман жана Джун Лу жетектеген, Applied Physics Letters китебинде бул кубулуштун түшүндүрмөсүн сунуштап, жогорку чыңалууга туруштук берүү жөндөмүнө ээ транзисторлорду өндүрүү ыкмасын сүрөттөп беришет.
Окумуштуулар мурда белгисиз болгон эпитаксиалдык өсүү механизмин ачышты, аны алар "трансморфтук эпитаксиалдык өсүү" деп аташкан. Ал ар кандай катмарлардын ортосундагы чыңалуу атомдордун бир нече катмары аркылуу акырындык менен сиңип кетишине алып келет. Бул алардын эки катмарды, галлий нитридин жана алюминий нитридин кремний карбидинде өстүрө аларын билдирет, ошондо катмарлар материалда бири-бири менен кандай байланышта экенин атомдук деңгээлде көзөмөлдөй алышат. Лабораторияда алар материал 1800 В чейинки жогорку чыңалууга туруштук бере аларын көрсөтүштү. Эгерде мындай чыңалуу классикалык кремний негизиндеги компонентке жайгаштырылса, учкундар учуп, транзистор бузулат.
«Биз SweGaN компаниясын ойлоп табууну сата баштаганы менен куттуктайбыз. Бул натыйжалуу кызматташууну жана изилдөө жыйынтыктарын коомдо колдонууну көрсөтөт. Азыр компанияда иштеп жаткан мурунку кесиптештерибиз менен тыгыз байланышта болгондуктан, биздин изилдөөлөр академиялык дүйнөдөн тышкары дагы тез арада таасирин тийгизет», - дейт Ларс Халтман.
Материалдар Линкёпинг университети тарабынан берилген. Түп нускасын Моника Вестман Свенселиус жазган. Эскертүү: Мазмун стили жана узундугу боюнча түзөтүлүшү мүмкүн.
ScienceDaily'дин күн сайын жана жума сайын жаңыртылып туруучу акысыз электрондук почта бюллетендери менен акыркы илимий жаңылыктарды алыңыз. Же болбосо, RSS окугучуңуздан саат сайын жаңыртылып туруучу жаңылыктар ленталарын көрүңүз:
ScienceDaily тууралуу оюңузду билдириңиз — биз оң жана терс пикирлерди кубануу менен кабыл алабыз. Сайтты колдонууда кандайдыр бир көйгөйлөр барбы? Суроолоруңуз барбы?
Жарыяланган убактысы: 2020-жылдын 11-майы