Усули нави васл кардани қабатҳои нимноқилҳои тунуки то чанд нанометр на танҳо боиси кашфи илмӣ, балки ба пайдоиши як навъи нави транзистор барои дастгоҳҳои электронии пуриқтидор низ гардид. Натиҷа, ки дар маҷаллаи Applied Physics Letters нашр шудааст, таваҷҷӯҳи зиёдро ба худ ҷалб кард.
Ин дастовард натиҷаи ҳамкории наздики олимони Донишгоҳи Линкёпинг ва ширкати ҷудогонаи SweGaN аз таҳқиқоти илми мавод дар LiU мебошад. Ин ширкат ҷузъҳои электронии фармоиширо аз нитриди галлий истеҳсол мекунад.
Нитриди галлий, GaN, як нимноқил аст, ки барои диодҳои самараноки рӯшноӣ истифода мешавад. Аммо, он метавонад дар дигар барномаҳо, ба монанди транзисторҳо, низ муфид бошад, зеро он метавонад нисбат ба бисёр нимноқилҳои дигар ба ҳарорат ва қувваи ҷараёнҳои баландтар тоб оварад. Ин хосиятҳо барои ҷузъҳои электронии оянда, махсусан барои онҳое, ки дар мошинҳои барқӣ истифода мешаванд, муҳиманд.
Буғи нитриди галлий ба конденсация дар пластинаи карбиди кремний имкон медиҳад, ки рӯйпӯши тунукро ташкил диҳад. Усуле, ки дар он як маводи кристаллӣ дар зеризаминии маводи дигар парвариш карда мешавад, "эпитаксия" номида мешавад. Ин усул аксар вақт дар саноати нимноқилҳо истифода мешавад, зеро он озодии бузургеро дар муайян кардани сохтори кристаллӣ ва таркиби химиявии плёнкаи нанометрии ташаккулёфта таъмин мекунад.
Омезиши нитриди галлий, GaN ва карбиди кремний, SiC (ҳардуи онҳо метавонанд ба майдонҳои қавии электрикӣ тоб оваранд), кафолат медиҳад, ки схемаҳо барои барномаҳое, ки дар онҳо қувваҳои баланд лозиманд, мувофиқанд.
Аммо, мувофиқат дар сатҳ байни ду маводи кристаллӣ, нитриди галлий ва карбиди кремний, суст аст. Атомҳо бо ҳамдигар номувофиқ мешаванд, ки боиси вайрон шудани транзистор мегардад. Ин масъала тавассути таҳқиқот ҳал карда шуд, ки баъдан ба як роҳи ҳалли тиҷоратӣ оварда расонд, ки дар он як қабати тунуки нитриди алюминий байни ду қабат ҷойгир карда шуд.
Муҳандисони SweGaN тасодуфан мушоҳида карданд, ки транзисторҳои онҳо метавонанд бо қувваҳои майдони хеле баландтар аз он чизе ки интизор буданд, мубориза баранд ва дар аввал онҳо намефаҳмиданд, ки чаро. Ҷавобро дар сатҳи атомӣ - дар якчанд сатҳҳои муҳими мобайнӣ дар дохили ҷузъҳо пайдо кардан мумкин аст.
Муҳаққиқони LiU ва SweGaN, бо роҳбарии Ларс Ҳалтман ва Ҷун Лу аз LiU, дар китоби Applied Physics Letters шарҳи ин падидаро пешниҳод мекунанд ва усули истеҳсоли транзисторҳоро бо қобилияти боз ҳам бештари тоб овардан ба шиддатҳои баланд тавсиф мекунанд.
Олимон механизми қаблан номаълуми афзоиши эпитаксиалиро кашф карданд, ки онро "афзоиши эпитаксиалии трансморфӣ" номидаанд. Он боиси он мегардад, ки шиддат байни қабатҳои гуногун тадриҷан дар якчанд қабати атомҳо ҷаббида шавад. Ин маънои онро дорад, ки онҳо метавонанд ду қабат, нитриди галлий ва нитриди алюминийро дар карбиди кремний ба тарзе парвариш кунанд, ки дар сатҳи атомӣ назорат кунанд, ки қабатҳо дар мавод чӣ гуна бо ҳамдигар алоқаманданд. Дар лаборатория онҳо нишон доданд, ки мавод ба шиддатҳои баланд, то 1800 В, тоб меорад. Агар чунин шиддат дар болои ҷузъи классикии кремний ҷойгир карда шавад, шарораҳо ба парвоз шурӯъ мекунанд ва транзистор вайрон мешавад.
«Мо SweGaN-ро барои оғози фурӯши ин ихтироъ табрик мегӯем. Ин ҳамкории самаранок ва истифодаи натиҷаҳои тадқиқотро дар ҷомеа нишон медиҳад. Аз сабаби робитаи наздики мо бо ҳамкорони қаблии худ, ки ҳоло дар ширкат кор мекунанд, таҳқиқоти мо зуд ба берун аз ҷаҳони академӣ низ таъсир мерасонад», - мегӯяд Ларс Ҳалтман.
Маводҳо аз ҷониби Донишгоҳи Линкёпинг пешниҳод шудаанд. Асли матн аз ҷониби Моника Вестман Свенселиус навишта шудааст. Эзоҳ: Мундариҷаро аз рӯи сабк ва дарозӣ таҳрир кардан мумкин аст.
Бо истифода аз бюллетенҳои ройгони почтаи электронии ScienceDaily, ки ҳар рӯз ва ҳафта нав карда мешаванд, хабарҳои охирини илмиро дастрас кунед. Ё лентаҳои хабарии соатбайъро дар RSS-и хонандаи худ бубинед:
Фикри худро дар бораи ScienceDaily ба мо бигӯед — мо ҳам шарҳҳои мусбат ва ҳам манфӣ қабул мекунем. Оё шумо ягон мушкиле дар истифодаи сайт доред? Саволҳо доред?
Вақти нашр: 11 майи соли 2020