ഏതാനും നാനോമീറ്ററുകൾ മാത്രം വലിപ്പമുള്ള സെമികണ്ടക്ടറുകളുടെ പാളികൾ ഒരുമിച്ച് ഘടിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പുതിയ രീതി ഒരു ശാസ്ത്രീയ കണ്ടുപിടുത്തത്തിന് മാത്രമല്ല, ഉയർന്ന പവർ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾക്കായി ഒരു പുതിയ തരം ട്രാൻസിസ്റ്ററിനും കാരണമായി. അപ്ലൈഡ് ഫിസിക്സ് ലെറ്റേഴ്സിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഫലം വലിയ താൽപ്പര്യം ജനിപ്പിച്ചു.
ലിങ്കോപ്പിംഗ് സർവകലാശാലയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞരും ലിയുവിലെ മെറ്റീരിയൽ സയൻസ് ഗവേഷണത്തിലെ ഒരു സ്പിൻ-ഓഫ് കമ്പനിയായ സ്വീഗാനും തമ്മിലുള്ള അടുത്ത സഹകരണത്തിന്റെ ഫലമാണ് ഈ നേട്ടം. ഗാലിയം നൈട്രൈഡിൽ നിന്ന് പ്രത്യേകം രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾ കമ്പനി നിർമ്മിക്കുന്നു.
ഗാലിയം നൈട്രൈഡ്, GaN, കാര്യക്ഷമമായ പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഡയോഡുകൾക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു അർദ്ധചാലകമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ പോലുള്ള മറ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലും ഇത് ഉപയോഗപ്രദമാകും, കാരണം മറ്റ് പല അർദ്ധചാലകങ്ങളെക്കാളും ഉയർന്ന താപനിലയെയും വൈദ്യുതധാരയെയും ഇതിന് നേരിടാൻ കഴിയും. ഭാവിയിലെ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾക്ക്, പ്രത്യേകിച്ച് ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നവയ്ക്ക് ഇവ പ്രധാന ഗുണങ്ങളാണ്.
ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് നീരാവി സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ ഒരു വേഫറിൽ ഘനീഭവിക്കാൻ അനുവദിക്കുകയും, ഒരു നേർത്ത ആവരണം രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരു സ്ഫടിക പദാർത്ഥം മറ്റൊന്നിന്റെ അടിവസ്ത്രത്തിൽ വളർത്തുന്ന രീതി "എപിറ്റാക്സി" എന്നറിയപ്പെടുന്നു. നാനോമീറ്റർ ഫിലിമിന്റെ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയും രാസഘടനയും നിർണ്ണയിക്കുന്നതിൽ വലിയ സ്വാതന്ത്ര്യം നൽകുന്നതിനാൽ, സെമികണ്ടക്ടർ വ്യവസായത്തിൽ ഈ രീതി പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ഗാലിയം നൈട്രൈഡ്, GaN, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്, SiC (രണ്ടും ശക്തമായ വൈദ്യുത മണ്ഡലങ്ങളെ ചെറുക്കാൻ കഴിയും) എന്നിവയുടെ സംയോജനം, ഉയർന്ന ശക്തി ആവശ്യമുള്ള പ്രയോഗങ്ങൾക്ക് സർക്യൂട്ടുകൾ അനുയോജ്യമാണെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു.
എന്നിരുന്നാലും, രണ്ട് ക്രിസ്റ്റലിൻ വസ്തുക്കളായ ഗാലിയം നൈട്രൈഡും സിലിക്കൺ കാർബൈഡും തമ്മിലുള്ള ഉപരിതലത്തിലെ ഫിറ്റ് മോശമാണ്. ആറ്റങ്ങൾ പരസ്പരം പൊരുത്തപ്പെടാതെ വരുന്നു, ഇത് ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ പരാജയത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ഗവേഷണങ്ങൾ ഇത് പരിഹരിച്ചു, ഇത് പിന്നീട് ഒരു വാണിജ്യ പരിഹാരത്തിലേക്ക് നയിച്ചു, അതിൽ രണ്ട് പാളികൾക്കിടയിൽ അലുമിനിയം നൈട്രൈഡിന്റെ കൂടുതൽ നേർത്ത പാളി സ്ഥാപിച്ചു.
SweGaN ലെ എഞ്ചിനീയർമാർ യാദൃശ്ചികമായി അവരുടെ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾക്ക് പ്രതീക്ഷിച്ചതിലും ഉയർന്ന ഫീൽഡ് ശക്തികളെ നേരിടാൻ കഴിയുമെന്ന് ശ്രദ്ധിച്ചു, പക്ഷേ അവർക്ക് തുടക്കത്തിൽ എന്തുകൊണ്ടെന്ന് മനസ്സിലായില്ല. ഉത്തരം ആറ്റോമിക് തലത്തിൽ - ഘടകങ്ങളുടെ ഉള്ളിലെ രണ്ട് നിർണായക ഇന്റർമീഡിയറ്റ് പ്രതലങ്ങളിൽ - കണ്ടെത്താൻ കഴിയും.
ലിയുവിലെയും സ്വീഗാനിലെയും ഗവേഷകർ, ലിയുവിലെ ലാർസ് ഹൾട്ട്മാൻ, ജുൻ ലുവിന്റെ നേതൃത്വത്തിൽ, അപ്ലൈഡ് ഫിസിക്സ് ലെറ്റേഴ്സിൽ ഈ പ്രതിഭാസത്തിന്റെ വിശദീകരണം അവതരിപ്പിക്കുകയും ഉയർന്ന വോൾട്ടേജുകളെ നേരിടാൻ ഇതിലും വലിയ കഴിവുള്ള ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു രീതി വിവരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
മുമ്പ് അജ്ഞാതമായ ഒരു എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ചാ സംവിധാനം ശാസ്ത്രജ്ഞർ കണ്ടെത്തി, അതിനെ അവർ "ട്രാൻസ്മോർഫിക് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ച" എന്ന് വിളിച്ചു. വ്യത്യസ്ത പാളികൾക്കിടയിലുള്ള ആയാസം ആറ്റങ്ങളുടെ രണ്ട് പാളികളിലൂടെ ക്രമേണ ആഗിരണം ചെയ്യാൻ ഇത് കാരണമാകുന്നു. അതായത്, ഗാലിയം നൈട്രൈഡും അലുമിനിയം നൈട്രൈഡും എന്ന രണ്ട് പാളികളെ സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൽ വളർത്താൻ അവർക്ക് കഴിയും, അങ്ങനെ ആറ്റോമിക് തലത്തിൽ പദാർത്ഥത്തിലെ പാളികൾ പരസ്പരം എങ്ങനെ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്ന് നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയും. 1800 V വരെയുള്ള ഉയർന്ന വോൾട്ടേജുകളെ മെറ്റീരിയൽ നേരിടുമെന്ന് അവർ ലബോറട്ടറിയിൽ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. അത്തരമൊരു വോൾട്ടേജ് ഒരു ക്ലാസിക് സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത ഘടകത്തിൽ സ്ഥാപിച്ചാൽ, തീപ്പൊരി പറക്കാൻ തുടങ്ങുകയും ട്രാൻസിസ്റ്റർ നശിക്കുകയും ചെയ്യും.
"കണ്ടുപിടുത്തം വിപണനം ചെയ്യാൻ തുടങ്ങിയ സ്വീഗാന് ഞങ്ങൾ അഭിനന്ദനങ്ങൾ അർപ്പിക്കുന്നു. ഇത് സമൂഹത്തിൽ കാര്യക്ഷമമായ സഹകരണവും ഗവേഷണ ഫലങ്ങളുടെ ഉപയോഗവും കാണിക്കുന്നു. ഇപ്പോൾ കമ്പനിയിൽ ജോലി ചെയ്യുന്ന ഞങ്ങളുടെ മുൻ സഹപ്രവർത്തകരുമായി ഞങ്ങൾക്കുള്ള അടുത്ത ബന്ധം കാരണം, അക്കാദമിക് ലോകത്തിന് പുറത്തും ഞങ്ങളുടെ ഗവേഷണത്തിന് വേഗത്തിൽ സ്വാധീനം ചെലുത്താൻ കഴിയും," ലാർസ് ഹൾട്ട്മാൻ പറയുന്നു.
ലിങ്കോപ്പിംഗ് യൂണിവേഴ്സിറ്റി നൽകിയ മെറ്റീരിയലുകൾ. മോണിക്ക വെസ്റ്റ്മാൻ സ്വെൻസെലിയസ് എഴുതിയ ഒറിജിനൽ. കുറിപ്പ്: ശൈലിക്കും ദൈർഘ്യത്തിനും അനുസരിച്ച് ഉള്ളടക്കം എഡിറ്റ് ചെയ്തേക്കാം.
സയൻസ് ഡെയ്ലിയുടെ സൗജന്യ ഇമെയിൽ വാർത്താക്കുറിപ്പുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഏറ്റവും പുതിയ ശാസ്ത്ര വാർത്തകൾ ദിവസവും ആഴ്ചതോറും അപ്ഡേറ്റ് ചെയ്യുക. അല്ലെങ്കിൽ നിങ്ങളുടെ RSS റീഡറിൽ മണിക്കൂർ തോറും അപ്ഡേറ്റ് ചെയ്യുന്ന ന്യൂസ് ഫീഡുകൾ കാണുക:
സയൻസ് ഡെയ്ലിയെക്കുറിച്ച് നിങ്ങളുടെ അഭിപ്രായം ഞങ്ങളോട് പറയൂ — പോസിറ്റീവും നെഗറ്റീവുമായ അഭിപ്രായങ്ങൾ ഞങ്ങൾ സ്വാഗതം ചെയ്യുന്നു. സൈറ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നതിൽ എന്തെങ്കിലും പ്രശ്നങ്ങളുണ്ടോ? ചോദ്യങ്ങളുണ്ടോ?
പോസ്റ്റ് സമയം: മെയ്-11-2020