د IBM څیړنې څخه د لیکوالانو لخوا د یوې مقالې ژباړه.
په فزیک کې یو مهم پرمختګ به موږ ته اجازه راکړو چې د سیمیکمډکټر فزیکي ځانګړتیاوې په ډیر تفصیل سره مطالعه کړو. دا ممکن د راتلونکي نسل سیمیکمډکټر ټیکنالوژۍ پرمختګ ګړندۍ کولو کې مرسته وکړي.
لیکوالان:
- د کارمندانو غړی، د IBM څیړنه
دوګ بشپ - د ځانګړتیا انجینر، د IBM څیړنه
سیمیکنډکټرونه د نن ورځې ډیجیټل بریښنایی دورې بنسټیز ودانۍ بلاکونه دي، موږ ته مختلف وسایل چمتو کوي چې زموږ عصري ژوند ته ګټه رسوي، لکه کمپیوټر، سمارټ فونز او نور ګرځنده وسایل. د سیمیکمډکټر فعالیت او فعالیت کې ښه والی هم د راتلونکي نسل سیمیکمډکټر غوښتنلیکونه په کمپیوټري ، سینسنګ ، او انرژي تبادله کې وړوي. څیړونکو د اوږدې مودې لپاره د سیمیکمډکټر وسیلو او پرمختللي سیمیکمډکټر موادو دننه د بریښنایی چارجونو په بشپړ ډول پوهیدو لپاره زموږ په وړتیا کې محدودیتونو لرې کولو لپاره مبارزه کړې چې زموږ د پرمخ تللو وړتیا مخه نیسي.
په ژورنال کې په یوه نوې څیړنه کې د IBM ریسرچ په مشرۍ د څیړنې همکارۍ په فزیک کې د 140 کلن اسرار په حل کې یو په زړه پوری پرمختګ بیانوي، کوم چې موږ ته اجازه راکوي چې د سیمیکمډکټرونو فزیکي ځانګړتیاوې په ډیر تفصیل سره مطالعه کړو او د نوي او پرمختللي سیمیکمډکټر موادو پراختیا وړ کړو.
د سیمیکنډکټرونو فزیک په ریښتیا درک کولو لپاره، موږ باید لومړی په موادو کې د چارج کیریرونو بنسټیز ملکیتونه پوه کړو، ایا دوی منفي یا مثبت ذرات دي، په پلي شوي بریښنایی ساحه کې د دوی سرعت، او په موادو کې څومره کثافت ډک شوي. فزیک پوه اډون هال په 1879 کې د دې ملکیتونو د ټاکلو لپاره یوه لاره وموندله کله چې هغه وموندله چې مقناطیسي ساحه به د کنډکټر دننه د الکترون چارجونو حرکت انعطاف کړي ، او دا چې د انحراف اندازه د احتمالي توپیر په توګه اندازه کیدی شي د چارج د سمتي جریان سره عمودي. ذرات، لکه څنګه چې په 1a شکل کې ښودل شوي. دا ولټاژ چې د هال ولټاژ په نوم یادیږي، په سیمیکمډکټر کې د چارج کیریرونو په اړه د پام وړ معلومات څرګندوي، پشمول دا چې آیا دوی منفي الکترون دي یا مثبت کواسی پارټیکل چې "سوري" نومیږي، په بریښنایی ساحه کې څومره چټک حرکت کوي، یا د دوی "حرکت" (µ )، او د دوی غلظت (n) د سیمیکمډکټر دننه.
140 کلن اسرار
د هال له کشف څخه لسیزې وروسته، څیړونکو دا هم وموندله چې دوی کولی شي د هال اغیز اندازه کړي د رڼا سره - تجربې چې د انځور-هال په نوم یادیږي، شکل 1b وګورئ. په داسې تجربو کې، د رڼا روښانتیا په سیمی کنډکټرونو کې ډیری کیریرونه، یا د الکترون سوراخ جوړه، تولیدوي. له بده مرغه، د اساسي هال اغیزې په اړه زموږ پوهه یوازې د اکثریت (یا اکثریت) چارج کیریرونو لپاره بصیرت چمتو کړی. څیړونکي نشي کولی په ورته وخت کې د دواړو رسنیو (لوی او غیر لوی) څخه پیرامیټونه راوباسي. دا ډول معلومات د ډیری ر lightا پورې اړوند غوښتنلیکونو لپاره کلیدي دي ، لکه د سولر تختې او نور بریښنایی وسیلو.
د IBM څیړنې مجلې مطالعه د هال تاثیر یو له اوږده ساتل شوي رازونو څخه افشا کوي. د کوریا د ساینس او ټیکنالوژۍ پرمختللي انسټیټیوټ (KAIST)، د کوریا د کیمیاوي ټیکنالوژۍ د څیړنې انسټیټیوټ (KRICT)، ډیوک پوهنتون، او IBM څیړونکو یو نوی فورمول او تخنیک کشف کړی چې موږ ته اجازه راکوي په ورته وخت کې د لومړني او غیر بنسټیزو معلوماتو په اړه معلومات راټول کړو. کیریرونه، لکه د دوی غلظت او خوځښت، او همدارنګه د کیریر د ژوند دوره، د خپریدو اوږدوالی او د بیا یوځای کیدو پروسې په اړه اضافي معلومات ترلاسه کوي.
په ځانګړې توګه، د عکس-هال په تجربه کې، دواړه کیریرونه د چالکتیا (σ) او د هال کوفیینټ (H، مقناطیسي ساحې ته د هال ولتاژ تناسب سره تناسب) کې د بدلون سره مرسته کوي. کلیدي بصیرتونه د روښنايي شدت د فعالیت په توګه د چالکتیا او د هال کوفیفینټ اندازه کولو څخه راځي. د conductivity-Hall coefficient curve (σ-H) په شکل کې پټ په بنسټیز ډول نوي معلومات ښیې: د دواړو کیریرونو په خوځښت کې توپیر. لکه څنګه چې په مقاله کې بحث شوی، دا اړیکه په ښه توګه بیان کیدی شي:
$$Display$$ Δµ = d (σ²H)/dσ$$Display$$
په تیاره کې د دودیز هال اندازه کولو څخه د پیژندل شوي اکثریت کیریر کثافت سره پیل کول، موږ کولی شو د رڼا شدت د فعالیت په توګه د اکثریت او اقلیت وړ وړ وړ وړ حرکت او کثافت دواړو لپاره څرګند کړو. ټیم د اندازه کولو نوې میتود نوم ورکړ: د کیریر - حل شوي عکس هال (CRPH). د رڼا روښانتیا پیژندل شوي شدت سره، د کیریر ژوند په ورته ډول تاسیس کیدی شي. دا اړیکه او د هغې حلونه د هال اثر له کشف راهیسې نږدې نیمه پیړۍ پټ دي.
په دې نظرياتي پوهه کې د پرمختګ ترڅنګ، د تجربوي ميتودونو پرمختګ هم د دې نوي ميتود د فعالولو لپاره مهم دي. دا میتود د هال سیګنال خالص اندازه کولو ته اړتیا لري، کوم چې د موادو لپاره ستونزمن کیدی شي چیرې چې د هال سیګنال ضعیف وي (د مثال په توګه، د ټیټ حرکت له امله) یا کله چې اضافي ناغوښتل سیګنالونه شتون ولري، لکه د قوي رڼا شعاع سره. د دې کولو لپاره، دا اړینه ده چې د تالار اندازه کول د oscillating مقناطیسي ساحې په کارولو سره ترسره کړئ. لکه څنګه چې د راډیو اوریدلو په څیر، تاسو اړتیا لرئ د مطلوب سټیشن فریکونسۍ وټاکئ، د نورو ټولو فریکونسیو څخه ډډه وکړئ چې د شور په توګه کار کوي. د CRPH میتود یو ګام نور هم پرمخ ځي او نه یوازې مطلوب فریکونسۍ غوره کوي بلکه د متقابل سینسنګ په نوم میتود په کارولو سره د وسیلې مقناطیسي ساحې مرحله هم غوره کوي. د oscillating Hall اندازه کولو دا مفهوم له اوږدې مودې راهیسې پیژندل شوی، مګر د بریښنایی مقناطیسي کویلونو د سیسټم کارولو دودیز میتود د oscillating مقناطیسي ساحې تولید لپاره غیر موثر و.
پخوانۍ کشف
لکه څنګه چې ډیری وختونه په ساینس کې پیښیږي، په یوه ساحه کې پرمختګ په بل کې د کشفونو لخوا پرمخ وړل کیږي. په 2015 کې، د IBM څیړنې په فزیک کې د پخوانۍ نامعلومې پدیدې راپور ورکړ چې د نوي مقناطیسي ساحې محدودیت اغیزې سره تړاو لري چې د "اوښ کوپ" اغیز په نوم یادیږي، کوم چې د دوه لینونو ټرانسورس ډیپولونو ترمنځ واقع کیږي کله چې دوی د جدي اوږدوالی څخه زیات وي، لکه څنګه چې په 2a شکل کې ښودل شوي. اغیز یو کلیدي ځانګړتیا ده چې یو نوی ډول طبیعي مقناطیسي جال فعالوي چې د موازي ډیپول لاین جال (PDL trap) په نوم یادیږي، لکه څنګه چې په 2b شکل کې ښودل شوي. مقناطیسي PDL جال د مختلف حساس غوښتنلیکونو لکه ټیل میټر، سیسمومیټر (د زلزلې سینسر) لپاره د نوي پلیټ فارم په توګه کارول کیدی شي. دا ډول نوي سینسر سیسټمونه، د لوی ډیټا ټیکنالوژیو سره یوځای، کولی شي ډیری نوي غوښتنلیکونه پرانیزي، او د IBM څیړنې ټیم لخوا سپړل کیږي چې د IBM فزیکي تحلیلي انټیګریټ ریپوزیټوري خدمت (PAIRS) په نوم یو لوی ډیټا تحلیلي پلیټ فارم رامینځته کوي، کوم چې د جیوسپیټیل شتمنۍ لري. او د شیانو انټرنیټ (IoT).
په حیرانتیا سره، ورته PDL عنصر یو بل ځانګړی غوښتنلیک لري. کله چې وګرځول شي، دا د یو مثالي عکس هال تجربې سیسټم په توګه کار کوي ترڅو د مقناطیسي ساحې یو غیر مستقیم او خالص هارمونیک وسیلې ترلاسه کړي (شکل 2c). تر ټولو مهم، سیسټم کافی ځای چمتو کوي ترڅو د نمونې پراخه ساحه روښانه کړي، کوم چې د عکس هال تجربو کې مهم دی.
اغيزه
د عکس هال نوی میتود چې موږ رامینځته کړی موږ ته اجازه راکوي چې د سیمی کنډکټرونو څخه په زړه پوري معلومات راوباسئ. د کلاسیک هال اندازه کولو کې ترلاسه شوي یوازې د دریو پیرامیټونو په مقابل کې، دا نوې طریقه د هرې رڼا شدت آزموینې کې تر اوو پیرامیټرو پورې تولیدوي. پدې کې د دواړو برقیانو او سوراخونو حرکت شامل دی؛ د رڼا د نفوذ لاندې د هغوی د وړونکي غلظت؛ د بیا یوځای کیدو ژوند؛ او د الیکترونونو، سوراخونو او امبیپولر ډولونو لپاره د خپریدو اوږدوالی. دا ټول N ځله تکرار کیدی شي (د بیلګې په توګه د رڼا د شدت پیرامیټونو شمیر چې په تجربه کې کارول کیږي).
دا نوې کشف او ټیکنالوژي به د سیمیکمډکټر پرمختګ سره په موجوده او راڅرګندیدونکي ټیکنالوژیو کې مرسته وکړي. موږ اوس هغه پوهه او وسیلې لرو چې د سیمیکمډکټر موادو فزیکي ځانګړتیاو په پراخه کچه استخراج کولو لپاره اړین دي. د مثال په توګه، دا به د راتلونکي نسل سیمیکمډکټر ټیکنالوژۍ پراختیا ګړندۍ کولو کې مرسته وکړي، لکه غوره سولر تختې، غوره الیکترونیکي وسایل، او د مصنوعي استخباراتو ټیکنالوژیو لپاره نوي توکي او وسایل.
مقاله د اکتوبر په 7، 2019 کې خپره شوه .
ژباړه: نیکولای مارین ()، په روسیه او CIS هیوادونو کې د IBM لوی ټیکنالوژۍ افسر.
سرچینه: www.habr.com