சில நானோமீட்டர் அளவு மெல்லிய குறைக்கடத்திகளின் அடுக்குகளை ஒன்றிணைக்கும் ஒரு புதிய முறையானது, ஒரு அறிவியல் கண்டுபிடிப்பை மட்டுமல்லாமல், உயர் சக்தி மின்னணு சாதனங்களுக்கான ஒரு புதிய வகை டிரான்சிஸ்டரையும் உருவாக்கியுள்ளது. 'அப்ளைடு ஃபிசிக்ஸ் லெட்டர்ஸ்' இதழில் வெளியிடப்பட்ட இந்த முடிவு, பெரும் ஆர்வத்தைத் தூண்டியுள்ளது.
இந்தச் சாதனை, லிங்கோபிங் பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகளுக்கும், LiU-வின் பொருள் அறிவியல் ஆராய்ச்சியில் இருந்து உருவான ஸ்வீகான் (SweGaN) என்ற துணை நிறுவனத்திற்கும் இடையிலான நெருங்கிய ஒத்துழைப்பின் விளைவாகும். இந்நிறுவனம் காலியம் நைட்ரைடில் இருந்து தேவைக்கேற்ப வடிவமைக்கப்பட்ட மின்னணு பாகங்களைத் தயாரிக்கிறது.
காலியம் நைட்ரைடு (GaN) என்பது, செயல்திறன் மிக்க ஒளி உமிழும் டையோடுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு குறைக்கடத்தி ஆகும். இருப்பினும், இது மற்ற பல குறைக்கடத்திகளை விட அதிக வெப்பநிலையையும் மின்னோட்ட வலிமையையும் தாங்கக்கூடியது என்பதால், டிரான்சிஸ்டர்கள் போன்ற பிற பயன்பாடுகளிலும் இது பயனுள்ளதாக இருக்கலாம். எதிர்கால மின்னணு பாகங்களுக்கு, குறிப்பாக மின்சார வாகனங்களில் பயன்படுத்தப்படும் பாகங்களுக்கு, இவை முக்கியமான பண்புகளாகும்.
காலியம் நைட்ரைடு ஆவியானது, சிலிக்கான் கார்பைடு தகட்டின் மீது ஒடுங்கி, ஒரு மெல்லிய பூச்சை உருவாக்குகிறது. ஒரு படிகப் பொருளை மற்றொரு படிகப் பொருளின் அடித்தளத்தின் மீது வளர்க்கும் முறை "எபிடாக்ஸி" என்று அழைக்கப்படுகிறது. உருவாகும் நானோமீட்டர் படலத்தின் படிக அமைப்பு மற்றும் வேதியியல் கலவை ஆகிய இரண்டையும் தீர்மானிப்பதில் இது பெரும் சுதந்திரத்தை வழங்குவதால், இந்த முறை பெரும்பாலும் குறைக்கடத்தித் துறையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
வலுவான மின்புலங்களைத் தாங்கக்கூடிய காலியம் நைட்ரைடு (GaN) மற்றும் சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) ஆகியவற்றின் கலவையானது, அதிக ஆற்றல் தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு இந்தச் சுற்றுகள் பொருத்தமானவை என்பதை உறுதி செய்கிறது.
இருப்பினும், காலியம் நைட்ரைடு மற்றும் சிலிக்கான் கார்பைடு ஆகிய இரண்டு படிகப் பொருட்களுக்கு இடையேயான மேற்பரப்புப் பொருத்தம் மோசமாக உள்ளது. அணுக்கள் ஒன்றுடன் ஒன்று பொருந்தாமல் போவதால், டிரான்சிஸ்டர் செயலிழக்கிறது. இந்தச் சிக்கல் ஆராய்ச்சியின் மூலம் சரிசெய்யப்பட்டு, பின்னர் ஒரு வணிகத் தீர்வுக்கு வழிவகுத்தது; அதில், அந்த இரண்டு அடுக்குகளுக்கு இடையில் இன்னும் மெல்லிய அலுமினியம் நைட்ரைடு படலம் இடப்பட்டது.
ஸ்வீகான் (SweGaN) நிறுவனத்தின் பொறியாளர்கள், தாங்கள் எதிர்பார்த்ததை விடத் தங்கள் டிரான்சிஸ்டர்களால் கணிசமாக அதிகப் புல வலிமைகளைத் தாங்க முடிவதை தற்செயலாகக் கவனித்தனர்; ஆனால், அதற்கான காரணத்தை அவர்களால் ஆரம்பத்தில் புரிந்துகொள்ள முடியவில்லை. அதற்கான விடையை அணு மட்டத்தில் — அதாவது, அந்தக் கூறுகளுக்குள் இருக்கும் ஓரிரு முக்கியமான இடைநிலை மேற்பரப்புகளில் — காணலாம்.
LiU-வைச் சேர்ந்த லார்ஸ் ஹல்ட்மேன் மற்றும் ஜுன் லூ தலைமையிலான LiU மற்றும் SweGaN ஆராய்ச்சியாளர்கள், 'அப்ளைடு ஃபிசிக்ஸ் லெட்டர்ஸ்' இதழில் இந்த நிகழ்வுக்கான விளக்கத்தை அளிப்பதோடு, உயர் மின்னழுத்தங்களைத் தாங்கும் இன்னும் கூடுதலான திறனைக் கொண்ட டிரான்சிஸ்டர்களைத் தயாரிப்பதற்கான ஒரு முறையையும் விவரிக்கின்றனர்.
விஞ்ஞானிகள், இதற்கு முன் அறியப்படாத ஒரு எபிடாக்ஸியல் வளர்ச்சி வழிமுறையைக் கண்டுபிடித்துள்ளனர். அதற்கு அவர்கள் “டிரான்ஸ்மார்பிக் எபிடாக்ஸியல் வளர்ச்சி” என்று பெயரிட்டுள்ளனர். இது, வெவ்வேறு அடுக்குகளுக்கு இடையேயான இழுவிசையை, இரண்டு அணுக்களின் அடுக்குகளுக்கு இடையே படிப்படியாக உறிஞ்சிக்கொள்ளச் செய்கிறது. இதன் பொருள், சிலிக்கான் கார்பைடின் மீது காலியம் நைட்ரைடு மற்றும் அலுமினியம் நைட்ரைடு ஆகிய இரண்டு அடுக்குகளையும், அந்தப் பொருளில் உள்ள அடுக்குகள் ஒன்றுக்கொன்று எவ்வாறு தொடர்புடையவை என்பதை அணு மட்டத்தில் கட்டுப்படுத்தும் விதத்தில் அவர்களால் வளர்க்க முடியும் என்பதாகும். ஆய்வகத்தில், இந்தப் பொருள் 1800 வோல்ட் வரையிலான உயர் மின்னழுத்தங்களைத் தாங்குகிறது என்பதை அவர்கள் நிரூபித்துள்ளனர். ஒரு வழக்கமான சிலிக்கான் அடிப்படையிலான பாகத்தின் மீது அத்தகைய மின்னழுத்தம் செலுத்தப்பட்டால், தீப்பொறிகள் பறக்கத் தொடங்கி, அந்த டிரான்சிஸ்டர் அழிந்துவிடும்.
"ஸ்வீகான் நிறுவனம் இந்தக் கண்டுபிடிப்பைச் சந்தைப்படுத்தத் தொடங்குவதால், நாங்கள் அவர்களைப் பாராட்டுகிறோம். இது திறமையான ஒத்துழைப்பையும், ஆராய்ச்சி முடிவுகளைச் சமூகத்தில் பயன்படுத்துவதையும் காட்டுகிறது. தற்போது நிறுவனத்தில் பணிபுரியும் எங்களின் முன்னாள் சக ஊழியர்களுடன் எங்களுக்கு இருக்கும் நெருங்கிய தொடர்பின் காரணமாக, எங்கள் ஆராய்ச்சி கல்வி உலகிற்கு வெளியேயும் விரைவாகத் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது," என்கிறார் லார்ஸ் ஹல்ட்மேன்.
லிங்கோபிங் பல்கலைக்கழகத்தால் வழங்கப்பட்ட பொருள்கள். மூலத்தை எழுதியவர் மோனிகா வெஸ்ட்மேன் ஸ்வென்செலியஸ். குறிப்பு: நடை மற்றும் நீளத்திற்காக உள்ளடக்கம் திருத்தப்படலாம்.
சயின்ஸ்டெய்லியின் இலவச மின்னஞ்சல் செய்திமடல்கள் மூலம் சமீபத்திய அறிவியல் செய்திகளைப் பெறுங்கள்; இவை தினசரி மற்றும் வாராந்திர அடிப்படையில் புதுப்பிக்கப்படுகின்றன. அல்லது, உங்கள் RSS ரீடரில் ஒவ்வொரு மணி நேரமும் புதுப்பிக்கப்படும் செய்தித் தொகுப்புகளைப் பாருங்கள்:
ScienceDaily பற்றி உங்கள் கருத்து என்னவென்பதை எங்களுடன் பகிர்ந்து கொள்ளுங்கள் — நேர்மறையான மற்றும் எதிர்மறையான கருத்துக்கள் இரண்டையும் நாங்கள் வரவேற்கிறோம். இந்தத் தளத்தைப் பயன்படுத்துவதில் ஏதேனும் சிக்கல்கள் உள்ளதா? கேள்விகள் இருக்கின்றனவா?
பதிவிட்ட நேரம்: மே-11-2020