Bir necha nanometr kabi yupqa yarimo'tkazgich qatlamlarini bir-biriga ulashning yangi usuli nafaqat ilmiy kashfiyotga, balki yuqori quvvatli elektron qurilmalar uchun yangi turdagi tranzistorga ham olib keldi. Applied Physics Letters jurnalida chop etilgan natija katta qiziqish uyg'otdi.
Ushbu yutuq Linköping universiteti olimlari va LiU materialshunoslik tadqiqotlaridan ajralib chiqqan SweGaN kompaniyasi o'rtasidagi yaqin hamkorlik natijasidir. Kompaniya galliy nitrididan maxsus elektron komponentlar ishlab chiqaradi.
Galliy nitridi, GaN, samarali yorug'lik chiqaradigan diodlar uchun ishlatiladigan yarimo'tkazgichdir. Biroq, u boshqa dasturlarda, masalan, tranzistorlarda ham foydali bo'lishi mumkin, chunki u boshqa ko'plab yarimo'tkazgichlarga qaraganda yuqori harorat va tok kuchiga bardosh bera oladi. Bu xususiyatlar kelajakdagi elektron komponentlar, ayniqsa elektr transport vositalarida ishlatiladiganlar uchun muhim xususiyatlardir.
Galliy nitridi bug'i kremniy karbidi plastinkasida kondensatsiyalanib, yupqa qoplama hosil qiladi. Bir kristalli material boshqasining substratida o'stiriladigan usul "epitaksiya" deb nomlanadi. Bu usul ko'pincha yarimo'tkazgichlar sanoatida qo'llaniladi, chunki u hosil bo'lgan nanometr plyonkaning kristall tuzilishini va kimyoviy tarkibini aniqlashda katta erkinlik beradi.
Galliy nitridi, GaN va kremniy karbidi, SiC (ikkalasi ham kuchli elektr maydonlariga bardosh bera oladi) ning kombinatsiyasi sxemalarning yuqori quvvat talab qilinadigan ilovalar uchun mos kelishini ta'minlaydi.
Biroq, ikkita kristalli material, galliy nitridi va kremniy karbidi orasidagi sirtdagi moslik yomon. Atomlar bir-biri bilan mos kelmaydi, bu esa tranzistorning ishdan chiqishiga olib keladi. Bu tadqiqotlar orqali hal qilindi, keyinchalik bu ikki qatlam orasiga yanada yupqaroq alyuminiy nitrid qatlami joylashtirilgan tijorat yechimiga olib keldi.
SweGaN muhandislari tasodifan tranzistorlari kutilganidan ancha yuqori maydon kuchlariga bardosh bera olishini payqashdi va dastlab buning sababini tushuna olishmadi. Javobni atom darajasida — komponentlar ichidagi bir nechta muhim oraliq sirtlarda topish mumkin.
LiU va SweGaN tadqiqotchilari, LiUdan Lars Hultman va Jun Lu boshchiligida, Applied Physics Letters jurnalida ushbu hodisaning izohini taqdim etadilar va yuqori kuchlanishlarga bardosh berish qobiliyatiga ega tranzistorlarni ishlab chiqarish usulini tasvirlaydilar.
Olimlar ilgari noma'lum bo'lgan epitaksial o'sish mexanizmini kashf etdilar va uni "transmorfik epitaksial o'sish" deb atashdi. Bu turli qatlamlar orasidagi kuchlanishning bir nechta atom qatlamlari bo'ylab asta-sekin so'rilishiga olib keladi. Bu shuni anglatadiki, ular ikki qatlamni, galliy nitridi va alyuminiy nitridini kremniy karbidida shunday o'stirishlari mumkinki, bu qatlamlar materialda bir-biri bilan qanday bog'liqligini atom darajasida nazorat qilish imkonini beradi. Laboratoriyada ular materialning 1800 V gacha bo'lgan yuqori kuchlanishlarga bardosh bera olishini ko'rsatdilar. Agar bunday kuchlanish klassik kremniy asosidagi komponentga joylashtirilsa, uchqunlar ucha boshlaydi va tranzistor vayron bo'ladi.
“Biz SweGaN kompaniyasini ixtironi sotishni boshlagani bilan tabriklaymiz. Bu samarali hamkorlikni va tadqiqot natijalaridan jamiyatda foydalanishni ko'rsatadi. Hozirda kompaniyada ishlayotgan avvalgi hamkasblarimiz bilan yaqin aloqada bo'lganimiz sababli, tadqiqotlarimiz akademik dunyodan tashqarida ham tezda ta'sir ko'rsatmoqda”, deydi Lars Xultman.
Materiallar Linköping universiteti tomonidan taqdim etilgan. Asl nusxasi Monika Vestman Svenselius tomonidan yozilgan. Izoh: Tarkib uslub va uzunlik bo'yicha tahrirlanishi mumkin.
ScienceDaily’ning har kuni va haftada yangilanadigan bepul elektron pochta xabarnomalari bilan eng so‘nggi ilmiy yangiliklarni oling. Yoki RSS o‘quvchingizda soatbay yangilanadigan yangiliklar lentasini ko‘ring:
ScienceDaily haqida fikringizni bildiring — biz ham ijobiy, ham salbiy fikrlarni qabul qilamiz. Saytdan foydalanishda biron bir muammo bormi? Savollaringiz bormi?
Nashr vaqti: 2020-yil 11-may