আয়না, আয়না, তাদের মধ্যে সবচেয়ে দক্ষ সেমিকন্ডাক্টর কে?

আয়না, আয়না, তাদের মধ্যে সবচেয়ে দক্ষ সেমিকন্ডাক্টর কে?

সময় স্ট্যাম্প: 9 আগস্ট, 2023 3:08 অপরাহ্ন
উত্স নোড: 2814824
09 আগস্ট, 2023 (নানোওয়ার্ক নিউজ) 2D সেমিকন্ডাক্টর উপকরণের পরবর্তী প্রজন্ম আয়নায় দেখলে যা দেখে তা পছন্দ করে না। পারমাণবিকভাবে পাতলা ইলেকট্রনিক্সের জন্য সেমিকন্ডাক্টিং উপাদানের একক-স্তর ন্যানোশিট তৈরি করার বর্তমান সংশ্লেষণ পদ্ধতিগুলি যখন নীলকান্তমণির মতো একক-ক্রিস্টাল সাবস্ট্রেটগুলিতে উপাদান জমা করা হয় তখন একটি অদ্ভুত "মিরর টুইন" ত্রুটি তৈরি করে। সংশ্লেষিত ন্যানোশিটে শস্যের সীমানা রয়েছে যা একটি আয়না হিসাবে কাজ করে, প্রতিটি পাশে পরমাণুর বিন্যাস একে অপরের প্রতিফলিত বিরোধিতায় সংগঠিত করে। পেন স্টেটের দ্বি-মাত্রিক ক্রিস্টাল কনসোর্টিয়াম-মেটেরিয়ালস ইনোভেশন প্ল্যাটফর্ম (2DCC-MIP) এবং তাদের সহযোগীদের গবেষকদের মতে এটি একটি সমস্যা। সীমারেখায় আঘাত করলে ইলেকট্রন ছড়িয়ে পড়ে, ট্রানজিস্টরের মতো ডিভাইসের কার্যক্ষমতা হ্রাস করে। এটি একটি বাধা, গবেষকরা বলেছেন, অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য পরবর্তী প্রজন্মের ইলেকট্রনিক্সের অগ্রগতির জন্য থিংস ইন্টারনেট এবং কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা. কিন্তু এখন, গবেষণা দল এই ত্রুটি সংশোধন করতে একটি সমাধান নিয়ে আসতে পারে। নীলকান্তমণি সাবস্ট্রেটে পারমাণবিক-স্কেল পদক্ষেপগুলি সেমিকন্ডাক্টর ফ্যাব্রিকেশনের সময় 2D উপকরণগুলির স্ফটিক প্রান্তিককরণ সক্ষম করে পেন স্টেট-নেতৃত্বাধীন গবেষকদের একটি দল খুঁজে পেয়েছে যে নীলকান্তমণি সাবস্ট্রেটগুলিতে পারমাণবিক-স্কেল পদক্ষেপগুলি সেমিকন্ডাক্টর ফ্যাব্রিকেশনের সময় 2D পদার্থের স্ফটিক প্রান্তিককরণ সক্ষম করে। সংশ্লেষণের সময় এই উপকরণগুলির ম্যানিপুলেশন ত্রুটিগুলি হ্রাস করতে পারে এবং ইলেকট্রনিক ডিভাইসের কার্যকারিতা উন্নত করতে পারে। (চিত্র: জেনিফার ম্যাকক্যান, পেন স্টেট) তারা তাদের কাজ প্রকাশ করেছিল প্রকৃতি ন্যানো প্রযুক্তি ("WSe-তে নিউক্লিয়েশন এবং ডোমেন ওরিয়েন্টেশন নিয়ন্ত্রণের জন্য স্টেপ ইঞ্জিনিয়ারিং2 সি-প্লেন স্যাফায়ারে এপিটাক্সি"). 2DCC-MIP-এর পরিচালক প্রধান লেখক জোয়ান রেডউইং-এর মতে, অন্যান্য গবেষকদের মিরর টুইন ডিফেক্ট কমাতে সক্ষম করে এই অধ্যয়নটি সেমিকন্ডাক্টর গবেষণার উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলতে পারে, বিশেষ করে যেহেতু ক্ষেত্রটি গতবার অনুমোদিত চিপস এবং বিজ্ঞান আইন থেকে মনোযোগ এবং তহবিল বৃদ্ধি করেছে। বছর অর্ধপরিবাহী প্রযুক্তির উৎপাদন ও উন্নয়নের জন্য আমেরিকার প্রচেষ্টাকে বাড়ানোর জন্য আইনটির অনুমোদন তহবিল এবং অন্যান্য সংস্থান বাড়িয়েছে। রেডউইং-এর মতে, টংস্টেন ডিসেলেনাইডের একটি একক-স্তর শীট - মাত্র তিনটি পরমাণু পুরু - একটি অত্যন্ত কার্যকর, পারমাণবিকভাবে পাতলা সেমিকন্ডাক্টর তৈরি করবে যা বৈদ্যুতিক প্রবাহকে নিয়ন্ত্রণ ও পরিচালনা করতে পারে। ন্যানোশীট তৈরি করতে, গবেষকরা ধাতু জৈব রাসায়নিক বাষ্প জমা (MOCVD), একটি অর্ধপরিবাহী উত্পাদন প্রযুক্তি ব্যবহার করেন যা অতি-পাতলা, একক-ক্রিস্টাল স্তরগুলিকে একটি সাবস্ট্রেটে জমা করতে ব্যবহৃত হয়, এই ক্ষেত্রে একটি নীলকান্তমণি ওয়েফার। যদিও MOCVD অন্যান্য উপকরণের সংশ্লেষণে ব্যবহৃত হয়, 2DCC-MIP গবেষকরা 2D সেমিকন্ডাক্টর যেমন টাংস্টেন ডিসেলেনাইডের সংশ্লেষণের জন্য এর ব্যবহার অগ্রগামী করেন, রেডউইং বলেন। টংস্টেন ডিসেলেনাইড ট্রানজিশন মেটাল ডাইকালকোজেনাইড নামক পদার্থের একটি শ্রেণীর অন্তর্গত যা তিন-পরমাণু পুরু, অধাতু সেলেনাইড পরমাণুর মধ্যে টংস্টেন ধাতু স্যান্ডউইচ করে, যা উন্নত ইলেকট্রনিক্সের জন্য পছন্দসই অর্ধপরিবাহী বৈশিষ্ট্য প্রকাশ করে। "উচ্চ মাত্রার স্ফটিক নিখুঁততার সাথে একক স্তরের শীটগুলি অর্জন করতে, আমরা টংস্টেন ডিসেলেনাইড ক্রিস্টালগুলিকে সারিবদ্ধ করতে একটি টেমপ্লেট হিসাবে নীলকান্তমণি ওয়েফারগুলি ব্যবহার করেছি কারণ তারা ওয়েফার পৃষ্ঠে MOCVD দ্বারা জমা হয়," বলেছেন রেডউইং, যিনি উপকরণগুলির একজন বিশিষ্ট অধ্যাপকও। পেন স্টেটে বিজ্ঞান ও প্রকৌশল এবং বৈদ্যুতিক প্রকৌশল। "তবে, টংস্টেন ডিসেলেনাইড স্ফটিকগুলি নীলকান্তমণি সাবস্ট্রেটের বিপরীত দিকে সারিবদ্ধ হতে পারে। বিপরীতমুখী স্ফটিকগুলি আকারে বড় হওয়ার সাথে সাথে তারা শেষ পর্যন্ত নীলকান্তমণি পৃষ্ঠে একে অপরের সাথে মিলিত হয়ে আয়না জোড়া সীমানা তৈরি করে।" এই সমস্যাটি সমাধান করতে এবং নীলকান্তমণি স্ফটিকের সাথে সারিবদ্ধ করার জন্য বেশিরভাগ টংস্টেন ডিসেলেনাইড স্ফটিক পেতে, গবেষকরা নীলকান্তমণি পৃষ্ঠের "পদক্ষেপ" এর সুবিধা গ্রহণ করেছিলেন। নীলকান্তমণি একক স্ফটিক যা ওয়েফার তৈরি করে তা পদার্থবিজ্ঞানের ক্ষেত্রে অত্যন্ত নিখুঁত; যাইহোক, এটি পারমাণবিক স্তরে পুরোপুরি সমতল নয়। পৃষ্ঠে এমন ধাপ রয়েছে যেগুলি প্রতিটি ধাপের মধ্যে সমতল এলাকা সহ একটি নিছক পরমাণু বা দুটি লম্বা। এখানে, রেডউইং বলেন, গবেষকরা আয়নার ত্রুটির সন্দেহজনক উৎস খুঁজে পেয়েছেন। নীলকান্তমণি স্ফটিক পৃষ্ঠের ধাপটি যেখানে টংস্টেন ডিসেলেনাইড স্ফটিক সংযুক্ত করার প্রবণতা ছিল, তবে সবসময় নয়। ক্রিস্টাল সারিবদ্ধকরণ যখন পদক্ষেপের সাথে সংযুক্ত থাকে তখন সমস্ত এক দিকে থাকে। "যদি স্ফটিকগুলি একই দিকে সারিবদ্ধ করা যায়, তবে স্তরে মিরর টুইন ত্রুটিগুলি হ্রাস বা এমনকি নির্মূল করা হবে," রেডউইং বলেছেন। গবেষকরা দেখেছেন যে MOCVD প্রক্রিয়া পরিস্থিতি নিয়ন্ত্রণ করে, বেশিরভাগ স্ফটিকগুলিকে ধাপে নীলকান্তমণির সাথে সংযুক্ত করার জন্য তৈরি করা যেতে পারে। এবং পরীক্ষার সময়, তারা একটি বোনাস আবিষ্কার করেছে: যদি স্ফটিকগুলি ধাপের শীর্ষে সংযুক্ত থাকে, তবে তারা একটি ক্রিস্টালোগ্রাফিক দিকে সারিবদ্ধ হয়; তারা নীচে সংযুক্ত হলে, তারা বিপরীত দিকে সারিবদ্ধ. "আমরা দেখেছি যে বেশিরভাগ স্ফটিকগুলি ধাপের উপরের বা নীচের প্রান্তে সংযুক্ত করা সম্ভব ছিল," রেডউইং বলেছেন, পোস্টডক্টরাল স্কলার হাওয়ু ঝু এবং সহকারী গবেষণা অধ্যাপক তনুশ্রী চৌধুরীর দ্বারা সম্পাদিত পরীক্ষামূলক কাজের কৃতিত্ব দেন। , 2DCC-MIP-এ। "এটি স্তরগুলিতে মিরর টুইন সীমানাগুলির সংখ্যা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করার একটি উপায় প্রদান করবে।" নাদিরে নায়ার, বিশিষ্ট বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক আদ্রি ভ্যান ডুইনের পরামর্শে একজন পোস্টডক্টরাল পণ্ডিত, 2DCC-MIP থিওরি/সিমুলেশন সুবিধার গবেষকদের নেতৃত্বে নীলা পৃষ্ঠের পারমাণবিক কাঠামোর একটি তাত্ত্বিক মডেল তৈরি করতে ব্যাখ্যা করেন কেন টংস্টেন ডিসেলেনাইড উপরের বা নীচে সংযুক্ত। পদক্ষেপের প্রান্ত। তারা তত্ত্ব দিয়েছিল যে যদি নীলকান্তমণির পৃষ্ঠটি সেলেনিয়াম পরমাণু দ্বারা আবৃত থাকে, তবে তারা ধাপগুলির নীচের প্রান্তের সাথে সংযুক্ত হবে; যদি নীলকান্তমণি শুধুমাত্র আংশিকভাবে আচ্ছাদিত হয় যাতে ধাপের নীচের প্রান্তে সেলেনিয়াম পরমাণুর অভাব থাকে, তাহলে উপরে স্ফটিকগুলি সংযুক্ত থাকে। এই তত্ত্বটি নিশ্চিত করার জন্য, পেন স্টেট 2DCC-MIP গবেষকরা ওয়েস্টার্ন মিশিগান ইউনিভার্সিটির বৈদ্যুতিক এবং কম্পিউটার প্রকৌশলের অধ্যাপক স্টিভেন ডারবিনের গবেষণা গ্রুপের স্নাতক ছাত্র ক্রিস্টাল ইয়র্কের সাথে কাজ করেছেন। তিনি 2DCC-MIP রেসিডেন্ট স্কলার ভিজিটর প্রোগ্রামের অংশ হিসাবে অধ্যয়নে অবদান রেখেছিলেন। ইয়র্ক তার ডক্টরাল থিসিস গবেষণার জন্য 2DCC-MIP সুবিধাগুলি ব্যবহার করার সময় MOCVD-এর মাধ্যমে কীভাবে টংস্টেন ডিসেলেনাইড পাতলা ফিল্ম বাড়ানো যায় তা শিখেছে। তার পরীক্ষাগুলি নিশ্চিত করতে সাহায্য করেছে যে পদ্ধতিটি কাজ করেছে। "এই পরীক্ষাগুলি চালানোর সময়, ক্রিস্টাল লক্ষ্য করেছেন যে নীলকান্তরে টাংস্টেন ডিসেলেনাইড ডোমেনের দিক পরিবর্তন করা হয়েছে যখন সে MOCVD চুল্লিতে চাপের পরিবর্তন করেছে," রেডউইং বলেছেন। "এই পরীক্ষামূলক পর্যবেক্ষণটি স্যাফায়ার ওয়েফারের ধাপে টাংস্টেন ডিসেলেনাইড স্ফটিকগুলির সংযুক্তি অবস্থান ব্যাখ্যা করার জন্য তৈরি করা তাত্ত্বিক মডেলের যাচাইকরণ প্রদান করে।" এই অভিনব MOCVD প্রক্রিয়া ব্যবহার করে উত্পাদিত নীলকান্তমণির উপর ওয়েফার-স্কেল টংস্টেন ডিসেলেনাইড নমুনাগুলি পেন স্টেটের বাইরের গবেষকদের কাছে 2DCC-MIP ব্যবহারকারী প্রোগ্রামের মাধ্যমে উপলব্ধ। "কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা এবং ইন্টারনেট অফ থিংসের মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আরও কর্মক্ষমতা উন্নতির পাশাপাশি ইলেকট্রনিক্সের শক্তি খরচ কমানোর উপায় প্রয়োজন হবে," রেডউইং বলেছেন।

সময় স্ট্যাম্প:

থেকে আরো নানোওয়ার্ক