Metodu ġdid biex jitwaħħlu flimkien saffi ta’ semikondutturi rqaq daqs ftit nanometri rriżulta mhux biss fi skoperta xjentifika iżda wkoll f’tip ġdid ta’ transistor għal apparati elettroniċi ta’ qawwa għolja. Ir-riżultat, ippubblikat f’Applied Physics Letters, qajjem interess kbir.
Il-kisba hija r-riżultat ta’ kollaborazzjoni mill-qrib bejn xjentisti fl-Università ta’ Linköping u SweGaN, kumpanija derivata mir-riċerka tax-xjenza tal-materjali f’LiU. Il-kumpanija timmanifattura komponenti elettroniċi mfassla apposta minn nitrur tal-gallju.
In-nitrid tal-gallju, GaN, huwa semikonduttur użat għal dijodi li jarmu d-dawl effiċjenti. Madankollu, jista' jkun utli wkoll f'applikazzjonijiet oħra, bħat-transistors, peress li jista' jiflaħ temperaturi u saħħa tal-kurrent ogħla minn ħafna semikondutturi oħra. Dawn huma proprjetajiet importanti għal komponenti elettroniċi futuri, mhux l-inqas għal dawk użati f'vetturi elettriċi.
Il-fwar tan-nitrid tal-gallju jitħalla jikkondensa fuq wejfer ta' karbur tas-silikon, u jifforma kisi rqiq. Il-metodu li bih materjal kristallin wieħed jitkabbar fuq sottostrat ta' ieħor huwa magħruf bħala "epitassija." Il-metodu spiss jintuża fl-industrija tas-semikondutturi peress li jipprovdi libertà kbira fid-determinazzjoni kemm tal-istruttura tal-kristall kif ukoll tal-kompożizzjoni kimika tal-film nanometriku ffurmat.
Il-kombinazzjoni ta' nitrur tal-gallju, GaN, u karbur tas-silikon, SiC (li t-tnejn jistgħu jifilħu kampi elettriċi qawwija), tiżgura li ċ-ċirkwiti huma adattati għal applikazzjonijiet li fihom huma meħtieġa potenzi għoljin.
Madankollu, it-tqabbil fil-wiċċ bejn iż-żewġ materjali kristallini, in-nitrid tal-gallju u l-karbur tas-silikon, huwa fqir. L-atomi jispiċċaw ma jaqblux ma' xulxin, u dan iwassal għall-ħsara tat-transistor. Dan ġie indirizzat mir-riċerka, li sussegwentement wasslet għal soluzzjoni kummerċjali, fejn saff saħansitra irqaq ta' nitrid tal-aluminju tqiegħed bejn iż-żewġ saffi.
L-inġiniera ta’ SweGaN innutaw b’kumbinazzjoni li t-transistors tagħhom setgħu jlaħħqu ma’ qawwiet ta’ kamp ferm ogħla milli kienu qed jistennew, u inizjalment ma setgħux jifhmu għaliex. It-tweġiba tista’ tinstab fil-livell atomiku — f’koppja ta’ uċuħ intermedji kritiċi ġewwa l-komponenti.
Riċerkaturi f'LiU u SweGaN, immexxija minn Lars Hultman u Jun Lu ta' LiU, jippreżentaw f'Applied Physics Letters spjegazzjoni tal-fenomenu, u jiddeskrivu metodu biex jimmanifatturaw transistors b'kapaċità saħansitra akbar li jifilħu vultaġġi għoljin.
Ix-xjentisti skoprew mekkaniżmu ta’ tkabbir epitassjali li qabel ma kienx magħruf li semmewh “tkabbir epitassjali transmorfiku.” Dan jikkawża li t-tensjoni bejn is-saffi differenti tiġi assorbita gradwalment fuq ftit saffi ta’ atomi. Dan ifisser li jistgħu jkabbru ż-żewġ saffi, in-nitrid tal-gallju u n-nitrid tal-aluminju, fuq il-karbur tas-silikon b’mod li jikkontrolla fil-livell atomiku kif is-saffi huma relatati ma’ xulxin fil-materjal. Fil-laboratorju wrew li l-materjal jiflaħ vultaġġi għoljin, sa 1800 V. Kieku vultaġġ bħal dan jitqiegħed fuq komponent klassiku bbażat fuq is-silikon, jibdew itiru xrar u t-transistor jinqered.
“Nifirħu lil SweGaN hekk kif bdew jikkummerċjalizzaw l-invenzjoni. Dan juri kollaborazzjoni effiċjenti u l-użu tar-riżultati tar-riċerka fis-soċjetà. Minħabba l-kuntatt mill-qrib li għandna mal-kollegi preċedenti tagħna li issa qed jaħdmu għall-kumpanija, ir-riċerka tagħna malajr għandha impatt ukoll barra mid-dinja akkademika,” jgħid Lars Hultman.
Materjali pprovduti mill-Università ta' Linköping. Oriġinalment miktub minn Monica Westman Svenselius. Nota: Il-kontenut jista' jiġi editjat għall-istil u t-tul.
Ikseb l-aħħar aħbarijiet xjentifiċi permezz tan-newsletters b'xejn bl-email ta' ScienceDaily, aġġornati kuljum u kull ġimgħa. Jew ara l-aħbarijiet aġġornati kull siegħa fil-qarrej RSS tiegħek:
Għidilna x'taħseb dwar ScienceDaily — nilqgħu kemm kummenti pożittivi kif ukoll negattivi. Għandek xi problemi biex tuża s-sit? Għandek xi mistoqsijiet?
Ħin tal-posta: 11 ta' Mejju 2020