Një metodë e re për të bashkuar shtresa gjysmëpërçuesish me trashësi vetëm disa nanometra ka rezultuar jo vetëm në një zbulim shkencor, por edhe në një lloj të ri tranzistori për pajisje elektronike me fuqi të lartë. Rezultati, i botuar në Applied Physics Letters, ka ngjallur interes të madh.
Arritja është rezultat i një bashkëpunimi të ngushtë midis shkencëtarëve në Universitetin Linköping dhe SweGaN, një kompani e degëzuar nga kërkimi shkencor i materialeve në LiU. Kompania prodhon komponentë elektronikë të përshtatur nga nitridi i galiumit.
Nitridi i galiumit, GaN, është një gjysmëpërçues që përdoret për diodat efikase që lëshojnë dritë. Megjithatë, ai mund të jetë i dobishëm edhe në aplikime të tjera, siç janë transistorët, pasi mund t'i rezistojë temperaturave dhe forcave të rrymës më të larta se shumë gjysmëpërçues të tjerë. Këto janë veti të rëndësishme për komponentët elektronikë të së ardhmes, jo më pak për ato që përdoren në automjetet elektrike.
Avulli i nitritit të galiumit lihet të kondensohet në një pllakë karbidi silici, duke formuar një shtresë të hollë. Metoda në të cilën një material kristalor rritet në një substrat të një tjetri njihet si "epitaksi". Metoda përdoret shpesh në industrinë e gjysmëpërçuesve pasi ofron liri të madhe në përcaktimin si të strukturës kristalore ashtu edhe të përbërjes kimike të filmit nanometër të formuar.
Kombinimi i nitritit të galiumit, GaN, dhe karbidit të silicit, SiC (të dy mund t'i rezistojnë fushave të forta elektrike), siguron që qarqet janë të përshtatshme për aplikime në të cilat nevojiten fuqi të larta.
Megjithatë, përshtatja në sipërfaqe midis dy materialeve kristalore, nitridit të galiumit dhe karbidit të silicit, është e dobët. Atomet përfundojnë duke mospërputhur me njëri-tjetrin, gjë që çon në dështimin e tranzistorit. Kjo është trajtuar nga kërkimet, të cilat më pas çuan në një zgjidhje komerciale, në të cilën një shtresë edhe më e hollë e nitridit të aluminit u vendos midis dy shtresave.
Inxhinierët në SweGaN vunë re rastësisht se transistorët e tyre mund të përballonin intensitete fushe dukshëm më të larta nga sa kishin pritur, dhe fillimisht nuk mund ta kuptonin pse. Përgjigja mund të gjendet në nivelin atomik - në disa sipërfaqe të ndërmjetme kritike brenda komponentëve.
Studiuesit në LiU dhe SweGaN, të udhëhequr nga Lars Hultman dhe Jun Lu të LiU-së, paraqesin në Applied Physics Letters një shpjegim të fenomenit dhe përshkruajnë një metodë për të prodhuar transistorë me një aftësi edhe më të madhe për t'i bërë ballë tensioneve të larta.
Shkencëtarët kanë zbuluar një mekanizëm rritjeje epitaksiale të panjohur më parë, të cilin e kanë quajtur "rritje epitaksiale transmorfike". Ai bën që tendosja midis shtresave të ndryshme të absorbohet gradualisht nëpër disa shtresa atomesh. Kjo do të thotë që ata mund të rrisin dy shtresat, nitridin e galiumit dhe nitridin e aluminit, në karabit të silikonit në një mënyrë që të kontrollojnë në nivel atomik se si shtresat lidhen me njëra-tjetrën në material. Në laborator ata kanë treguar se materiali i reziston tensioneve të larta, deri në 1800 V. Nëse një tension i tillë do të vendosej nëpër një komponent klasik me bazë silikoni, shkëndijat do të fillonin të fluturonin dhe transistori do të shkatërrohej.
“Ne e përgëzojmë SweGaN-in që fillon ta nxisë në treg shpikjen. Kjo tregon bashkëpunim efikas dhe shfrytëzim të rezultateve të kërkimit në shoqëri. Falë kontaktit të ngushtë që kemi me kolegët tanë të mëparshëm që tani punojnë për kompaninë, kërkimi ynë ka me shpejtësi ndikim edhe jashtë botës akademike”, thotë Lars Hultman.
Materialet e ofruara nga Universiteti Linköping. Origjinali i shkruar nga Monica Westman Svenselius. Shënim: Përmbajtja mund të modifikohet për stil dhe gjatësi.
Merrni lajmet më të fundit shkencore me buletinet falas me email të ScienceDaily, të përditësuara çdo ditë dhe çdo javë. Ose shikoni lajmet e përditësuara çdo orë në lexuesin tuaj RSS:
Na tregoni çfarë mendoni për ScienceDaily — ne mirëpresim komentet pozitive dhe negative. Keni ndonjë problem me përdorimin e faqes? Pyetje?
Koha e postimit: 11 maj 2020