منوعات

أستاذ يحل عقدين من تحديات أشباه الموصلات أكسيد

البروفيسور يونج يونج نوه من قسم الهندسة الكيميائية في جامعة بوهانج للعلوم والتكنولوجيا (POSTECH)، بالإضافة إلى الدكتور آو ليو والدكتور هويهوي تشو، باحثو ما بعد الدكتوراه من قسم الهندسة الكيميائية في POSTECH والآن أساتذة في جامعة بوهانج. جامعة . من العلوم والتكنولوجيا الإلكترونية في الصين، تعاون الدكتور يونج سونج كيم من المعهد الكوري للمعايير وأبحاث العلوم والدكتور مين جيو كيم من مختبر بوهانج للتسريع، في تطوير مادة شبه موصلة تعتمد على أكسيد التيلوريوم والسيلينيوم المركب. أدت جهودهم إلى الإنشاء الناجح لترانزستور الفيلم الرقيق عالي الأداء والمستقر للغاية من النوع p (TFT). تم نشر هذا البحث على الانترنت في طبيعة.

تُستخدم أشباه الموصلات في جميع الأجهزة الإلكترونية التي يستخدمها الأشخاص تقريبًا، مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر والسيارات. ويمكن تصنيفها إلى فئتين رئيسيتين: أشباه الموصلات البلورية وغير المتبلورة. تمتلك أشباه الموصلات البلورية بنية ذرية أو جزيئية منظمة بشكل جيد، في حين تفتقر أشباه الموصلات غير المتبلورة إلى هذا الانتظام. لذلك، توفر أشباه الموصلات غير المتبلورة طرق تصنيع أبسط وتكاليف أقل مقارنة بنظيراتها البلورية. ومع ذلك، لديهم عموما أداء كهربائي أقل.

كان التقدم البحثي على أشباه الموصلات غير المتبلورة من النوع P بطيئًا بشكل خاص. على الرغم من الاعتماد الواسع النطاق لأشباه الموصلات غير المتبلورة من أكسيد النوع n، وخاصة تلك المعتمدة على أكسيد الزنك والإنديوم والجاليوم (IGZO) في شاشات OLED وأجهزة الذاكرة، فقد تم إعاقة تقدم مواد الأكسيد من النوع pa بسبب العديد من العيوب المتأصلة. وقد أعاقت هذه النكسة تطوير أشباه الموصلات ثنائية القطب التكميلية (CMOS) من النوع np، والتي تعمل بمثابة اللبنات الأساسية للأجهزة الإلكترونية والدوائر المتكاملة. لطالما اعتبر تصنيع أجهزة أشباه الموصلات غير المتبلورة من النوع P عالية الأداء تحديًا شبه مستحيل، حيث تواجه الأوساط الأكاديمية عقدين من المحاولات الفاشلة.

ومع ذلك، قام فريق من الباحثين بقيادة البروفيسور يونج يونج نوه من POSTECH بتحويل ما بدا “مستحيلاً” إلى “ممكن”.

ومن خلال تحقيقاتهم، اكتشف الفريق أن تحميل أكسيد التيلوريوم، وهو معدن أرضي نادر، يزداد في البيئات التي تعاني من نقص الأكسجين. تنتج هذه الظاهرة عن إنشاء مستوى مستقبل قادر على استيعاب الإلكترونات في حالة عدم وجود كمية كافية من الأكسجين، مما يسمح للمادة بالعمل كشبه موصل من النوع p. بناءً على هذه المعرفة، نجح الفريق في تصميم ترانزستورات الأغشية الرقيقة غير المتبلورة عالية الأداء ومستقرة بشكل استثنائي (TFTs) باستخدام أغشية التيلوريوم الرقيقة المؤكسدة جزئيًا وأكسيد التيلوريوم والسيلينيوم المركب (Se:TeOx) الذي يتضمن السيلينيوم.

تكشف النتائج التجريبية أن TFTs الخاصة بالفريق تظهر حركة الفتحة الأكثر إثارة للإعجاب (15 سم2الخامس-1س-1) ونسبة التشغيل/الإيقاف الحالية (106-عشرة7) لم يتم الإبلاغ مطلقًا عن TFT من أكسيد غير متبلور من النوع P. تتطابق هذه الإنجازات تقريبًا مع مستويات أداء أشباه الموصلات التقليدية من أكسيد النوع n (مثل IGZOs)، والتي تمت دراستها على نطاق واسع.

بالإضافة إلى ذلك، أظهرت TFTs الخاصة بالفريق استقرارًا استثنائيًا في ظل ظروف خارجية مختلفة، بما في ذلك التقلبات في الجهد والتيار والهواء والرطوبة. ومن الجدير بالذكر أنه تمت ملاحظة أداء موحد عبر جميع مكونات TFT عند تصنيعها على رقائق، مما يؤكد ملاءمتها لأجهزة أشباه الموصلات الموثوقة والمطبقة في البيئات الصناعية.

أعرب البروفيسور يونج يونج نوه من POSTECH عن تفاؤله قائلاً: “هذا الإنجاز له آثار كبيرة على تقنيات العرض من الجيل التالي مثل أجهزة تلفزيون OLED وأجهزة الواقع الافتراضي والواقع المعزز بالإضافة إلى البحث في ذاكرات CMOS وDRAM منخفضة الاستهلاك. » وأضاف: «نتوقع أن تولد إمكاناتها خلق قيمة كبيرة في مختلف الصناعات. »

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى