केही न्यानोमिटर जत्तिकै पातलो अर्धचालकका तहहरूलाई एकसाथ मिलाउने नयाँ विधिले वैज्ञानिक खोज मात्र होइन, उच्च-शक्तियुक्त इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूको लागि नयाँ प्रकारको ट्रान्जिस्टर पनि सिर्जना गरेको छ। एप्लाइड फिजिक्स लेटर्समा प्रकाशित नतिजाले ठूलो चासो जगाएको छ।
यो उपलब्धि लिङ्कोपिङ विश्वविद्यालयका वैज्ञानिकहरू र LiU मा रहेको सामग्री विज्ञान अनुसन्धानबाट स्पिन-अफ कम्पनी स्वेगान बीचको घनिष्ठ सहकार्यको परिणाम हो। कम्पनीले ग्यालियम नाइट्राइडबाट अनुकूलित इलेक्ट्रोनिक कम्पोनेन्टहरू उत्पादन गर्छ।
ग्यालियम नाइट्राइड, GaN, कुशल प्रकाश उत्सर्जक डायोडहरूको लागि प्रयोग गरिने अर्धचालक हो। यद्यपि, यो ट्रान्जिस्टरहरू जस्ता अन्य अनुप्रयोगहरूमा पनि उपयोगी हुन सक्छ, किनकि यसले धेरै अन्य अर्धचालकहरू भन्दा उच्च तापक्रम र वर्तमान शक्तिहरू सहन सक्छ। यी भविष्यका इलेक्ट्रोनिक कम्पोनेन्टहरूका लागि महत्त्वपूर्ण गुणहरू हुन्, विशेष गरी विद्युतीय सवारी साधनहरूमा प्रयोग हुनेहरूका लागि।
ग्यालियम नाइट्राइड बाष्पलाई सिलिकन कार्बाइडको वेफरमा गाढा हुन अनुमति दिइन्छ, जसले गर्दा पातलो कोटिंग बन्छ। एउटा क्रिस्टलीय पदार्थलाई अर्कोको सब्सट्रेटमा उब्जाउने विधिलाई "एपिट्याक्सी" भनिन्छ। यो विधि प्रायः अर्धचालक उद्योगमा प्रयोग गरिन्छ किनभने यसले क्रिस्टल संरचना र बनेको न्यानोमिटर फिल्मको रासायनिक संरचना दुवै निर्धारण गर्न ठूलो स्वतन्त्रता प्रदान गर्दछ।
ग्यालियम नाइट्राइड, GaN, र सिलिकन कार्बाइड, SiC (दुबैले बलियो विद्युतीय क्षेत्रहरू सामना गर्न सक्छन्) को संयोजनले सर्किटहरू उच्च शक्ति आवश्यक पर्ने अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त छन् भनी सुनिश्चित गर्दछ।
यद्यपि, दुई क्रिस्टलीय पदार्थहरू, ग्यालियम नाइट्राइड र सिलिकन कार्बाइड बीचको सतहमा फिट कमजोर छ। परमाणुहरू एकअर्कासँग बेमेल हुन्छन्, जसले गर्दा ट्रान्जिस्टर विफल हुन्छ। यसलाई अनुसन्धानद्वारा सम्बोधन गरिएको छ, जसले पछि व्यावसायिक समाधानमा पुर्यायो, जसमा दुई तहहरू बीच एल्युमिनियम नाइट्राइडको अझ पातलो तह राखिएको थियो।
SweGaN का इन्जिनियरहरूले संयोगवश याद गरे कि तिनीहरूका ट्रान्जिस्टरहरूले अपेक्षा गरेको भन्दा उल्लेखनीय रूपमा उच्च क्षेत्रीय शक्तिहरूसँग सामना गर्न सक्छन्, र तिनीहरूले सुरुमा किन भनेर बुझ्न सकेनन्। उत्तर आणविक स्तरमा पाउन सकिन्छ - घटकहरू भित्रका केही महत्वपूर्ण मध्यवर्ती सतहहरूमा।
LiU र SweGaN का अनुसन्धानकर्ताहरू, LiU का लार्स हल्टम्यान र जुन लुको नेतृत्वमा, एप्लाइड फिजिक्स लेटर्समा घटनाको व्याख्या प्रस्तुत गर्छन्, र उच्च भोल्टेजहरू सामना गर्न अझ बढी क्षमता भएका ट्रान्जिस्टरहरू निर्माण गर्ने विधिको वर्णन गर्छन्।
वैज्ञानिकहरूले पहिले अज्ञात एपिटेक्सियल वृद्धि संयन्त्र पत्ता लगाएका छन् जसलाई उनीहरूले "ट्रान्समोर्फिक एपिटेक्सियल वृद्धि" नाम दिएका छन्। यसले विभिन्न तहहरू बीचको तनावलाई परमाणुहरूको दुई तहहरूमा क्रमशः अवशोषित गर्दछ। यसको अर्थ तिनीहरूले सिलिकन कार्बाइडमा दुई तहहरू, ग्यालियम नाइट्राइड र एल्युमिनियम नाइट्राइड बढाउन सक्छन् ताकि परमाणु स्तरमा सामग्रीमा तहहरू एकअर्कासँग कसरी सम्बन्धित छन् भनेर नियन्त्रण गर्न सकियोस्। प्रयोगशालामा उनीहरूले देखाएका छन् कि सामग्रीले १८०० V सम्मको उच्च भोल्टेज सहन सक्छ। यदि यस्तो भोल्टेज क्लासिक सिलिकन-आधारित घटकमा राखिएको भए, स्पार्कहरू उड्न थाल्नेछन् र ट्रान्जिस्टर नष्ट हुनेछ।
"हामी SweGaN लाई आविष्कारको बजारीकरण गर्न थालेकोमा बधाई दिन्छौं। यसले समाजमा कुशल सहकार्य र अनुसन्धान परिणामहरूको उपयोग देखाउँछ। कम्पनीमा काम गर्ने हाम्रा पहिलेका सहकर्मीहरूसँगको हाम्रो नजिकको सम्पर्कको कारण, हाम्रो अनुसन्धानले शैक्षिक संसार बाहिर पनि द्रुत रूपमा प्रभाव पार्छ," लार्स हल्टम्यान भन्छन्।
लिङ्कोपिङ विश्वविद्यालयद्वारा प्रदान गरिएको सामग्री। मूल लेख मोनिका वेस्टम्यान स्वेन्सेलियसद्वारा लिखित। नोट: सामग्री शैली र लम्बाइको लागि सम्पादन गर्न सकिन्छ।
दैनिक र साप्ताहिक रूपमा अद्यावधिक हुने ScienceDaily को नि:शुल्क इमेल न्यूजलेटरहरू मार्फत नवीनतम विज्ञान समाचार प्राप्त गर्नुहोस्। वा तपाईंको RSS रिडरमा प्रति घण्टा अद्यावधिक गरिएका समाचार फिडहरू हेर्नुहोस्:
ScienceDaily को बारेमा तपाईंको विचार हामीलाई भन्नुहोस् — हामी सकारात्मक र नकारात्मक दुवै टिप्पणीहरूलाई स्वागत गर्दछौं। साइट प्रयोग गर्दा कुनै समस्या छ? प्रश्नहरू छन्?
पोस्ट समय: मे-११-२०२०