Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
IGE-XAO
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Naukowcy odkryli sposób na zwiększenie mobilności dziur w azotku galu (GaN)

ghost666 29 Wrz 2019 00:48 432 0
  • Naukowcy odkryli sposób na zwiększenie mobilności dziur w azotku galu (GaN)
    Azotek galu (GaN) jest materiałem często używanym do budowy półprzewodnikowych urządzeń mocy i diod elektroluminescencyjnych (LED). W przeszłości badacze analizowali możliwość budowy tranzystorów z kanałem typu P z GaN, co mogłoby pomóc w opracowaniu wydajniejszych komputerów, jednakże wytwarzanie tego typu tranzystorów okazało się jak dotąd za trudne. Kluczowym powodem tego jest niska ruchliwość dziur w GaN (oznacza to, że tzw. dziury, czyli brak elektronu w danym miejscu, przemieszczają się zbyt wolno w polu elektrycznym).

    Naukowcy z uniwersytetów w Oxford i Cornell przeprowadzili jednakże niedawno analizę, w której zbadano ograniczoną jedynie fononami ruchliwość elektronów i dziur w GaN. Ich obserwacje, ( opublikowane w Physical Review Letters), sugerują, że ruchliwość dziury w GaN może zostać zwiększona przez odwrócenie znaku rozszczepienia pola krystalicznego podnosząc stany rozszczepionych dziur powyżej stanów zajętych przez dziury lekkie i ciężkie.

    "Pracowaliśmy nad opracowaniem narzędzi obliczeniowych do przewidywania mobilności materiałów półprzewodnikowych, zaczynając od podstawowych równań mechaniki kwantowej i wykorzystując wysokowydajne komputery" powiedział Feliciano Giustino, jeden z badaczy, który przeprowadził eksperyment in silico.

    W fizyce ruchliwość nośników ładunku określa prędkość, z jaką cząstki te mogą się poruszać, gdy różnica napięć między dwoma końcami półprzewodnika jest ustalona. Mobilność jest kluczowym parametrem, który bierze się pod uwagę przy projektowaniu urządzeń elektronicznych. "Jednym z kluczowych problemów w elektronice dużej mocy i komunikacji bezprzewodowej jest to, że najczęściej stosowany materiał - GaN - ma bardzo wysoką ruchliwość elektronów, ale bardzo niską dziur" tłumaczy Giustino. "W wyniku tej asymetrii nie jest obecnie możliwe zastosowanie GaN w najbardziej podstawowym elemencie obwodu nowoczesnej elektroniki, komplementarnym tranzystorze polowym (CMOS). W naszych badaniach wykorzystaliśmy superkomputery do projektowania zmodyfikowanego materiału o zwiększonej mobilności dziur".

    "W naszym podejściu nie stosujemy żadnych parametrów empirycznych, określamy jedynie rodzaje atomów w materiale" tłumaczy Giustino. Badanie przeprowadzone przez zespół zaowocowało szeregiem interesujących obserwacji. Po pierwsze, naukowcy odkryli, że stosując dwuosiowe naprężenie rozciągające wynoszące 2% dla warstw GaN o grubości około 10-30 nm, można poprawić mobilność dziur o prawie 250%. "Ta poprawa jest wystarczająca, aby umożliwić realizację układów CMOS opartych na GaN, co do tej pory było niemożliwe"

    W przyszłości obserwacje zebrane przez zespół naukowców mogą utorować drogę do produkcji tranzystorów CMOS opartych na GaN. Profesor Giustino, który niedawno przeniósł się do University of Texas w Austin, mówi, że następnym krokiem będzie przeprowadzenie eksperymentalnej realizacji koncepcji zaobserwowanego efektu. "Nasz współpracownik i współautor prof. Jena z uniwersytetu w Cornell jest liderem w projektowaniu i produkcji materiałów i urządzeń azotkowych, a jego grupa próbuje wytworzyć próbki GaN o wysokiej mobilności" dodał Giustino.

    Źródło: https://phys.org/news/2019-09-unveils-route-high-hole-mobility.html

    Fajne! Ranking DIY
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9427 postów o ocenie 7105, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • IGE-XAO