Hiji métode anyar pikeun ngahijikeun lapisan semikonduktor anu ipisna sababaraha nanometer henteu ngan ukur ngahasilkeun panemuan ilmiah tapi ogé jinis transistor anyar pikeun alat éléktronik kakuatan tinggi. Hasilna, anu dipedalkeun dina Applied Physics Letters, parantos nimbulkeun minat anu ageung.
Préstasi ieu mangrupikeun hasil kolaborasi anu raket antara para ilmuwan di Universitas Linköping sareng SweGaN, perusahaan spin-off tina panalungtikan élmu bahan di LiU. Perusahaan ieu ngahasilkeun komponén éléktronik anu disaluyukeun tina galium nitrida.
Galium nitrida, GaN, nyaéta semikonduktor anu dianggo pikeun dioda pemancar cahaya anu efisien. Nanging, éta ogé tiasa mangpaat dina aplikasi sanés, sapertos transistor, sabab tiasa tahan suhu sareng kakuatan arus anu langkung luhur tibatan seueur semikonduktor sanésna. Ieu mangrupikeun sipat anu penting pikeun komponén éléktronik ka hareup, khususna pikeun anu dianggo dina kendaraan listrik.
Uap galium nitrida diidinan ngembun kana wafer silikon karbida, ngabentuk lapisan ipis. Métode dimana hiji bahan kristalin dipelak dina substrat bahan anu sanés katelah "epitaksi." Métode ieu sering dianggo dina industri semikonduktor sabab masihan kabébasan anu ageung dina nangtukeun struktur kristal sareng komposisi kimia tina pilem nanometer anu kabentuk.
Kombinasi galium nitrida, GaN, sareng silikon karbida, SiC (duanana tiasa tahan medan listrik anu kuat), mastikeun yén sirkuit ieu cocog pikeun aplikasi anu peryogi daya anu luhur.
Nanging, pasna permukaan antara dua bahan kristalin, galium nitrida sareng silikon karbida, goréng. Atom-atomna tungtungna teu cocog, anu nyababkeun kagagalan transistor. Ieu parantos diatasi ku panalungtikan, anu salajengna ngarah kana solusi komérsial, dimana lapisan aluminium nitrida anu langkung ipis disimpen di antara dua lapisan éta.
Para insinyur di SweGaN sacara teu dihaja sadar yén transistor maranéhanana bisa nanganan kakuatan medan anu jauh leuwih luhur tibatan anu dipiharep, sareng mimitina aranjeunna teu tiasa ngartos kunaon. Jawabanana tiasa dipendakan dina tingkat atom — dina sababaraha permukaan antara anu kritis di jero komponén.
Para panalungtik di LiU sareng SweGaN, anu dipingpin ku Lars Hultman sareng Jun Lu ti LiU, nampilkeun dina Applied Physics Letters katerangan ngeunaan fénoména éta, sareng ngajelaskeun metode pikeun ngadamel transistor kalayan kamampuan anu langkung ageung pikeun nahan tegangan anu luhur.
Para élmuwan parantos mendakan mékanisme pertumbuhan epitaksial anu sateuacanna teu acan dipikanyaho anu disebut "pertumbuhan epitaksial transmorfik." Éta nyababkeun galur antara lapisan anu béda laun-laun diserep dina sababaraha lapisan atom. Ieu ngandung harti yén aranjeunna tiasa numuwuhkeun dua lapisan, galium nitrida sareng aluminium nitrida, dina silikon karbida ku cara ngontrol dina tingkat atom kumaha lapisan-lapisan éta silih patali dina bahan éta. Di laboratorium aranjeunna parantos nunjukkeun yén bahan éta tahan tegangan anu luhur, dugi ka 1800 V. Upami tegangan sapertos kitu disimpen dina komponén basis silikon klasik, percikan api bakal mimiti ngalayang sareng transistor bakal ancur.
"Kami ngucapkeun wilujeng ka SweGaN nalika aranjeunna mimiti masarkeun panemuan ieu. Éta nunjukkeun kolaborasi anu efisien sareng panggunaan hasil panalungtikan di masarakat. Kusabab kontak anu caket sareng kolega sateuacana anu ayeuna damel di perusahaan, panalungtikan kami gancang gaduh dampak ogé di luar dunya akademik," saur Lars Hultman.
Bahan-bahan disayogikeun ku Universitas Linköping. Aslina ditulis ku Monica Westman Svenselius. Catetan: Eusi tiasa diédit pikeun gaya sareng panjangna.
Kéngingkeun warta élmu panganyarna nganggo buletin email gratis ScienceDaily, anu diénggalan unggal dinten sareng unggal minggu. Atanapi tingali eupan warta anu diénggalan unggal jam dina pamaca RSS anjeun:
Wartosan kami naon anu anjeun pikirkeun ngeunaan ScienceDaily — kami nampi koméntar positip sareng négatip. Gaduh masalah dina nganggo situs ieu? Patarosan?
Waktos posting: 11-Méi-2020