குழு கிராபெனின் அடிப்படையிலான நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் தளத்தை உருவாக்குகிறது

கிராபெனின் அடிப்படையிலான எலக்ட்ரானிக்ஸ் விளிம்பில்
ஆராய்ச்சியாளர்களின் கிராபெனின் சாதனம் சிலிக்கான் கார்பைடு அடி மூலக்கூறு சிப்பில் வளர்க்கப்படுகிறது. கடன்: Jess Hunt-Ralston / Georgia Institute of Technology

நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் துறையில் ஒரு அழுத்தமான தேடலானது சிலிக்கானை மாற்றக்கூடிய ஒரு பொருளைத் தேடுவதாகும். கிராபெனின் பல தசாப்தங்களாக நம்பிக்கைக்குரியதாகத் தோன்றியது. ஆனால் சேதப்படுத்தும் செயலாக்க முறைகள் மற்றும் அதை ஏற்றுக்கொள்வதற்கு ஒரு புதிய எலக்ட்ரானிக்ஸ் முன்னுதாரணம் இல்லாததால், அதன் ஆற்றல் வழியில் தடுமாறியது. வேகமான கணினிக்கு இடமளிக்கும் திறனில் சிலிக்கான் கிட்டத்தட்ட அதிகபட்சமாக இருப்பதால், அடுத்த பெரிய நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் இயங்குதளம் முன்னெப்போதையும் விட இப்போது தேவைப்படுகிறது.

ஜார்ஜியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் டெக்னாலஜியின் இயற்பியல் பள்ளியில் ரீஜண்ட்ஸ் பேராசிரியரான வால்டர் டி ஹீர், சிலிக்கானின் வாரிசுக்கான வழக்கை உருவாக்குவதில் ஒரு முக்கியமான படியை எடுத்துள்ளார். டி ஹீர் மற்றும் அவரது கூட்டுப்பணியாளர்கள் ஒரு புதிய நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் தளத்தை உருவாக்கியுள்ளனர் கிராபெனின்– கார்பன் அணுக்களின் ஒரு தாள். தொழில்நுட்பமானது வழக்கமான மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் உற்பத்தியுடன் இணக்கமாக உள்ளது, சிலிக்கானுக்கு சாத்தியமான மாற்றீடு தேவை.

அவர்களின் ஆராய்ச்சியின் போது, ​​வெளியிடப்பட்டது இயற்கை தொடர்புகுழு புதிய ஒன்றையும் கண்டுபிடித்திருக்கலாம் அரை துகள். அவர்களின் கண்டுபிடிப்பு சிறிய, வேகமான, திறமையான மற்றும் நிலையான கணினி சில்லுகளை உற்பத்தி செய்ய வழிவகுக்கும், மேலும் குவாண்டம் மற்றும் உயர் செயல்திறன் கணினிக்கு சாத்தியமான தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது.

“கிராபெனின் சக்தி அதன் தட்டையான, இரு பரிமாண அமைப்பில் உள்ளது, இது அறியப்பட்ட வலிமையான இரசாயன பிணைப்புகளால் ஒன்றாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது” என்று டி ஹீர் கூறினார். “சிலிக்கானை விட கிராபெனை மிக அதிக அளவில் சிறியதாக மாற்ற முடியும் என்பது ஆரம்பத்திலிருந்தே தெளிவாக இருந்தது-அதிக வேகத்தில் இயங்கும் மற்றும் மிகக் குறைந்த வெப்பத்தை உற்பத்தி செய்யும் போது, ​​மிகச்சிறிய சாதனங்களை செயல்படுத்துகிறது. இதன் பொருள் கொள்கையளவில், ஒரே ஒரு சாதனத்தில் அதிக சாதனங்களை பேக் செய்ய முடியும். சிலிக்கானை விட கிராபெனின் சிப்.”

2001 ஆம் ஆண்டில், டி ஹீர் எபிடாக்சியல் கிராபெனின் அல்லது எபிகிராபெனின் அடிப்படையிலான எலக்ட்ரானிக்ஸின் மாற்று வடிவத்தை முன்மொழிந்தார் – இது கிராபெனின் அடுக்கு, உயர் சக்தி மின்னணுவியலில் பயன்படுத்தப்படும் குறைக்கடத்தியான சிலிக்கான் கார்பைடு படிகத்தின் மேல் தானாக உருவாகிறது. அந்த நேரத்தில், எபிகிராபெனின் விளிம்புகளில் மின்னோட்டங்கள் எதிர்ப்பின்றி பாய்வதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்தனர், மேலும் கிராபெனின் சாதனங்கள் உலோக கம்பிகள் இல்லாமல் தடையின்றி ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்படலாம். இந்த கலவையானது கிராபெனின் எலக்ட்ரான்களின் தனித்துவமான ஒளி போன்ற பண்புகளை நம்பியிருக்கும் எலக்ட்ரானிக்ஸ் வடிவத்தை அனுமதிக்கிறது.

“குவாண்டம் குறுக்கீடு குறைந்த வெப்பநிலையில் கார்பன் நானோகுழாய்களில் காணப்படுகிறது, மேலும் எபிகிராபீன் ரிப்பன்கள் மற்றும் நெட்வொர்க்குகளில் இதே போன்ற விளைவுகளை நாங்கள் எதிர்பார்க்கிறோம்,” என்று டி ஹீர் கூறினார். “கிராபெனின் இந்த முக்கியமான அம்சம் சிலிக்கானால் சாத்தியமில்லை.”

கிராபெனின் அடிப்படையிலான எலக்ட்ரானிக்ஸ் விளிம்பில்
ஜார்ஜியா டெக்கில் காப்புரிமை பெற்ற தூண்டல் உலைகள் சிலிக்கான் கார்பைடில் கிராபெனை உற்பத்தி செய்யப் பயன்படுகின்றன. கடன்: Jess Hunt-Ralston / Georgia Institute of Technology

மேடையை உருவாக்குதல்

புதிய நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் தளத்தை உருவாக்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் சிலிக்கான் கார்பைடு படிக அடி மூலக்கூறில் எபிகிராபெனின் மாற்றியமைக்கப்பட்ட வடிவத்தை உருவாக்கினர். சீனாவின் தியான்ஜின் பல்கலைக்கழகத்தில் உள்ள நானோ துகள்கள் மற்றும் நானோ அமைப்புகளுக்கான தியான்ஜின் சர்வதேச மையத்தின் ஆராய்ச்சியாளர்களுடன் இணைந்து, எலக்ட்ரானிக்ஸ் தர சிலிக்கான் கார்பைடு படிகங்களிலிருந்து தனித்துவமான சிலிக்கான் கார்பைடு சில்லுகளை அவர்கள் தயாரித்தனர். ஜார்ஜியா டெக்கில் உள்ள டி ஹீரின் ஆய்வகத்தில் காப்புரிமை பெற்ற உலைகளைப் பயன்படுத்தி கிராபெனே வளர்க்கப்பட்டது.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் பயன்படுத்தினர் எலக்ட்ரான் கற்றை லித்தோகிராபி, மைக்ரோ எலக்ட்ரானிக்ஸில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு முறை, கிராபெனின் நானோ கட்டமைப்புகளை செதுக்க மற்றும் சிலிக்கான் கார்பைடு சில்லுகளுக்கு அவற்றின் விளிம்புகளை பற்றவைக்க. இந்த செயல்முறை கிராபெனின் விளிம்புகளை இயந்திரத்தனமாக உறுதிப்படுத்துகிறது மற்றும் மூடுகிறது, இல்லையெனில் அவை ஆக்ஸிஜன் மற்றும் பிற வாயுக்களுடன் வினைபுரியும், அவை விளிம்பில் உள்ள கட்டணங்களின் இயக்கத்தில் தலையிடக்கூடும்.

இறுதியாக, அவர்களின் கிராபெனின் இயங்குதளத்தின் மின்னணு பண்புகளை அளவிட, குழு ஒரு கிரையோஜெனிக் கருவியைப் பயன்படுத்தியது, இது பூஜ்ஜியத்திற்கு அருகிலுள்ள வெப்பநிலையிலிருந்து அறை வெப்பநிலை வரை அதன் பண்புகளை பதிவு செய்ய அனுமதிக்கிறது.

கிராபெனின் அடிப்படையிலான எலக்ட்ரானிக்ஸ் விளிம்பில்
சிலிக்கான் கார்பைட்டின் மேல் (மஞ்சள் மற்றும் வெள்ளை அணுக்கள்) கிராபெனின் நெட்வொர்க்கை (கருப்பு அணுக்கள்) சித்தரிக்கும் கலை. தங்கப் பட்டைகள் மின்னியல் வாயில்களைக் குறிக்கின்றன, நீலம் மற்றும் சிவப்பு பந்துகள் முறையே எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகளைக் குறிக்கின்றன. கடன்: நோயல் டுடெக் / ஜார்ஜியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் டெக்னாலஜி

விளிம்பு நிலையைக் கவனித்தல்

கிராபெனின் விளிம்பு நிலையில் குழு கவனித்த மின் கட்டணங்கள் ஆப்டிகல் ஃபைபரில் உள்ள ஃபோட்டான்களைப் போலவே இருந்தன, அவை சிதறாமல் அதிக தூரம் பயணிக்க முடியும். மின்னூட்டங்கள் சிதறும் முன் விளிம்பில் பல்லாயிரக்கணக்கான நானோமீட்டர்கள் பயணிப்பதை அவர்கள் கண்டறிந்தனர். முந்தைய தொழில்நுட்பங்களில் உள்ள கிராபெனின் எலக்ட்ரான்கள் சிறிய குறைபாடுகளில் குதித்து வெவ்வேறு திசைகளில் சிதறுவதற்கு முன் சுமார் 10 நானோமீட்டர்கள் மட்டுமே பயணிக்க முடியும்.

ஜார்ஜியா டெக்கின் இயற்பியல் பேராசிரியரும் ஆராய்ச்சி இயக்குனருமான கிளாரி பெர்கர் கூறுகையில், “விளிம்புகளில் உள்ள மின் கட்டணங்களின் சிறப்பு என்னவென்றால், விளிம்புகள் சரியாக நேராக இல்லாவிட்டாலும், விளிம்பில் தங்கி, அதே வேகத்தில் தொடர்ந்து செல்லும். பிரான்சின் கிரெனோபில் உள்ள பிரெஞ்சு தேசிய அறிவியல் ஆராய்ச்சி மையம்.

உலோகங்களில், மின்சாரம் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட எலக்ட்ரான்களால் கொண்டு செல்லப்படுகின்றன. ஆனால் ஆராய்ச்சியாளர்களின் எதிர்பார்ப்புகளுக்கு மாறாக, அவற்றின் அளவீடுகள் விளிம்பு நீரோட்டங்கள் எலக்ட்ரான்கள் அல்லது துளைகள் (எலக்ட்ரான் இல்லாததைக் குறிக்கும் நேர்மறை குவாசிபார்டிகல்களுக்கான சொல்) மூலம் கொண்டு செல்லப்படவில்லை என்று பரிந்துரைத்தது. மாறாக, மின்னோட்டங்கள் மின்னூட்டம் மற்றும் ஆற்றல் இல்லாத மிகவும் அசாதாரண குவாசிபார்டிகல் மூலம் கொண்டு செல்லப்பட்டன, ஆனால் எதிர்ப்பு இல்லாமல் நகரும். ஒற்றைப் பொருளாக இருந்தாலும், கலப்பின குவாசிபார்டிகல் கூறுகள் கிராபெனின் விளிம்புகளின் எதிர் பக்கங்களில் பயணிப்பதைக் காண முடிந்தது.

கிராபெனின் அடிப்படையிலான எலக்ட்ரானிக்ஸ் விளிம்பில்
ஜார்ஜியா டெக்கில் உள்ள எபிடாக்சியல் கிராபீன் ஆய்வகத்தில் படிக சிலிக்கான் கார்பைடில் (மஞ்சள் அணுக்கள்) கிராபெனின் (கருப்பு அணுக்கள்) அணு மாதிரியை வைத்திருக்கும் வால்டர் டி ஹீர் மற்றும் கிளாரி பெர்கர். கடன்: Jess Hunt-Ralston / Georgia Institute of Technology

1937 ஆம் ஆண்டில் இத்தாலிய கோட்பாட்டு இயற்பியலாளர் எட்டோர் மஜோரானாவால் கணிக்கப்பட்ட மழுப்பலான மஜோரானா ஃபெர்மியன் பல தசாப்தங்களாக இயற்பியலாளர்கள் சுரண்டும் நம்பிக்கையில் குவாசிபார்டிகல் இருக்கலாம் என்று தனித்துவமான பண்புகள் குறிப்பிடுகின்றன.

“தடையின்றி ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட கிராபெனின் நெட்வொர்க்குகளில் இந்த புதிய குவாசிபார்டிக்கிளைப் பயன்படுத்தி எலக்ட்ரானிக்ஸை உருவாக்குவது விளையாட்டை மாற்றுகிறது” என்று டி ஹீர் கூறினார்.

டி ஹீரின் கூற்றுப்படி, முதல் கிராபெனின் அடிப்படையிலான எலக்ட்ரானிக்ஸ் எங்களிடம் கிடைப்பதற்கு இன்னும் ஐந்து முதல் 10 ஆண்டுகள் ஆகும். ஆனால் புதிய அணிக்கு நன்றி எபிடாக்சியல் கிராபெனின் பிளாட்ஃபார்ம், தொழில்நுட்பம் கிராபெனை வாரிசாக முடிசூட்டுவதற்கு முன்பை விட நெருக்கமாக உள்ளது சிலிக்கான்.

மேலும் தகவல்:
விளாடிமிர் எஸ். ப்ருட்கோவ்ஸ்கி மற்றும் பலர், பூஜ்ஜிய ஆற்றல் விளிம்பு நிலை நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ்க்கான எபிடாக்சியல் கிராபெனின் தளம், இயற்கை தொடர்பு (2022) DOI: 10.1038/s41467-022-34369-4

மேற்கோள்: கிராபெனின் அடிப்படையிலான நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் தளத்தை (2022, டிசம்பர் 21) குழு உருவாக்குகிறது

இந்த ஆவணம் பதிப்புரிமைக்கு உட்பட்டது. தனிப்பட்ட ஆய்வு அல்லது ஆராய்ச்சியின் நோக்கத்திற்காக எந்தவொரு நியாயமான கையாளுதலைத் தவிர, எழுத்துப்பூர்வ அனுமதியின்றி எந்தப் பகுதியையும் மீண்டும் உருவாக்க முடியாது. உள்ளடக்கம் தகவல் நோக்கங்களுக்காக மட்டுமே வழங்கப்படுகிறது.

Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *