Fa'aliliuga o se tala a tusitala mai le IBM Research.
O se mea taua tele i le fisiki o le a mafai ai ona tatou suʻesuʻeina uiga faʻapitoa o semiconductor i auiliiliga sili atu. E mafai ona fesoasoani lenei mea i le faatelevaveina o le atinaʻeina o tekinolosi semiconductor e sosoo ai.
Tusitala:
- Tagata faigaluega, IBM Research
Doug Epikopo - Inisinia Fa'ailoga, IBM Research
Semiconductors o poloka faʻavae autu o le faʻainitaneti faaeletonika i aso nei, e tuʻuina mai ia i tatou le tele o masini e manuia ai o tatou olaga faʻaonaponei, e pei o komepiuta, smartphones ma isi masini feaveaʻi. O le fa'aleleia atili o le fa'aogaina o le semiconductor ma le fa'atinoga o lo'o mafai ai fo'i ona fa'aogaina le fa'aogaina ole semiconductor ile fa'aputuga, lagona, ma le liua o le malosi. Ua leva ona tauivi tagata suʻesuʻe e faʻatoʻilaloina tapulaʻa i lo tatou mafaia ona malamalama atoatoa i tau faʻaeletoroni i totonu o masini semiconductor ma mea faʻapipiʻi semiconductor sili atu o loʻo taofia ai lo tatou gafatia e agai i luma.
I se suʻesuʻega fou i le api talaaga O se suʻesuʻega galulue faʻatasi e taʻitaʻia e le IBM Research o loʻo faʻamatalaina ai se faʻalavelave mataʻina i le foia o se mealilo 140-tausaga i le fisiki, o se tasi e mafai ai ona tatou suʻesuʻeina uiga faʻapitoa o semiconductor i le tele o auiliiliga ma mafai ai ona atinaʻe mea fou ma faʻaleleia semiconductor.
Ina ia malamalama moni i le fisiki o semiconductor, e tatau ona tatou malamalama muamua i mea taua o le ave taavale i totonu o meafaitino, pe o ni vaega le lelei pe lelei, lo latou saoasaoa i totonu o le eletise eletise, ma le tele o le teuina i totonu o mea. Na maua e le foma'i o Edwin Hall se auala e iloa ai nei meatotino i le 1879 ina ua ia iloa o le a fa'afefeteina e le maneta le fegasoloa'iga o tau eletise i totonu o se ta'avale, ma e mafai ona fuaina le tele o le fa'asesega o le eseesega e mafai ona fa'atatau i le tafega o le fa'atonuga. vaega, e pei ona faaalia i le Ata 1a. O lenei voltage, ua taʻua o le Hall voltage, o loʻo faʻaalia ai faʻamatalaga taua e uiga i le avetaʻavale o loʻo i totonu o le semiconductor, e aofia ai pe o ni electrons le lelei poʻo ni quasiparticles lelei e taʻua o "pu," o le a le vave latou te gaoioi i totonu o se eletise eletise, poʻo latou "mobility" (µ ), ma lo latou fa'atonuga (n) i totonu o le semiconductor.
140 tausaga le matua lilo
I le tele o tausaga talu ona maua e Hall, na iloa ai foʻi e le au suʻesuʻe e mafai ona latou fuaina le aafiaga o le Hall i le malamalama - faʻataʻitaʻiga e taʻua o le photo-Hall, tagai i le Ata 1b. I ia suʻesuʻega, o le faʻamalamalamaina o le malamalama e faʻatupuina ai le tele o vaʻavaʻa, poʻo paʻu eletise, i semiconductors. O le mea e leaga ai, o lo matou malamalama i le faʻavae Hall Hall ua maua ai le faʻamalamalamaga i na o le toʻatele (poʻo le toʻatele) o loʻo feaveaʻi totogi. Sa le mafai e le au suʻesuʻe ona suʻeina faʻamaufaʻailoga mai faʻasalalauga uma (tele ma le le tele) i le taimi e tasi. O ia faʻamatalaga e taua tele mo le tele o faʻaoga e fesoʻotaʻi ma moli, e pei o paneta o le la ma isi masini optoelectronic.
Suesuega mekasini a le IBM Research faʻaalia se tasi o mealilo ua leva ona teuina o le aafiaga Hall. O tagata suʻesuʻe mai le Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Korea Research Institute of Chemical Technology (KRICT), Duke University, ma le IBM ua latou mauaina se faiga fou ma se metotia e mafai ai ona tatou maua faʻatasi faʻamatalaga e uiga i le faʻavae ma le le faʻavae. avefeʻau, e pei o latou faʻatonuga ma feʻaveaʻi, faʻapea foʻi ma le mauaina o faʻamatalaga faaopoopo e uiga i le olaga atoa o le vaʻavaʻa, umi faʻasalalau ma le faʻagasologa o le toe tuʻufaʻatasia.
Aemaise lava, i se faʻataʻitaʻiga photo-Hall, o loʻo saofagā uma ave taavale i suiga i le conductivity (σ) ma le Hall coefficient (H, faʻatusatusa i le fua o le Hall voltage i le maneta). O fa'amatalaga autu e maua mai i le fuaina o le conductivity ma le Hall coefficient o se galuega o le malosi o le malamalama. Natia i foliga o le conductivity-Hall coefficient curve (σ-H) o loʻo faʻaalia ai faʻamatalaga fou: le eseesega i le feʻaveaʻi o ave uma e lua. E pei ona talanoaina i le tusiga, o lenei mafutaga e mafai ona faʻaalia lelei:
$$fa'aali$$ Δµ = d (σ²H)/dσ$$fa'aali$$
Amata i le tele e iloa ai le tele o le va'a mai le Hall masani i le pogisa, e mafai ona tatou faʻaalia mo le tele ma le laʻititi laʻititi le feʻaveaʻi ma le mamafa o se galuega o le malosi o le malamalama. Na faaigoa e le 'au le auala fou e fua ai: Carrier-Resolved Photo Hall (CRPH). Fa'atasi ai ma le malosi fa'aalia o le fa'amalamalamaina o le malamalama, o le olaga atoa o le va'a e mafai ona fa'amautu i se auala fa'apena. O lenei fesoʻotaʻiga ma ona fofo ua natia mo le toeitiiti atoa le seneturi ma le afa talu mai le mauaina o le Hall effect.
E ese mai i le alualu i luma i lenei malamalamaga faʻapitoa, o le alualu i luma i metotia faʻataʻitaʻi e taua foi ina ia mafai ai lenei auala fou. O le metotia e manaʻomia ai se fua mama o le faʻailoga o le Hall, lea e mafai ona faigata mo mea e vaivai ai le faʻailoga o le Hall (mo se faʻataʻitaʻiga, ona o le maualalo o le gaioi) poʻo pe a iai nisi faʻailoga e le manaʻomia, e pei o le malosi o le susulu malamalama. Ina ia faia lenei mea, e tatau ona faia se fua Hall e faʻaaoga ai se maneta oscillating. E pei lava o le taimi e faʻalogo ai i le leitio, e tatau ona e filifilia le tele o le alaleo manaʻomia, lafoaʻi uma isi laina e fai e pei o le pisa. O le auala CRPH e alu i le isi laasaga ma filifili e le gata i le taimi e manaʻomia ae faʻapea foʻi le vaega o le oscillating maneta e faʻaaoga ai se metotia e taʻua o le synchronous sensing. O lenei manatu o le fuaina o le Hall ua leva ona iloa, ae o le auala masani o le faʻaogaina o se faiga o coils electromagnetic e faʻatupu ai se maneta oscillating sa le aoga.
Na maua muamua
E pei ona masani ona tupu i le faasaienisi, o le alualu i luma i se tasi vaega e mafua ona o sailiga i se isi. I le 2015, na lipotia ai e le IBM Research se mea e leʻi iloa muamua i le fisiki e fesoʻotaʻi ma se faʻalavelave faʻagata fou e taʻua o le aafiaga o le "camel hump", lea e tupu i le va o laina e lua o dipoles transverse pe a sili atu i se umi ogaoga, e pei ona faʻaalia i le Ata 2a. O le a'afiaga o se vaega taua lea e mafai ai ona maua se ituaiga mailei faanatura fa'anatura e ta'ua o le parallel dipole line trap (PDL trap), e pei ona fa'aalia i le Ata 2b. E mafai ona fa'aogaina mailei maneta PDL e fai ma fa'ailoga fou mo le tele o fa'aoga fa'alogo e pei ole tiltmeter, seismometer (senso mafuie). O ia faiga fa'alogo fou, fa'atasi ai ma fa'amatalaga fa'atekinolosi tetele, e mafai ona tatalaina ai le tele o talosaga fou, ma o lo'o su'esu'eina e le IBM Research team atia'e se fa'amaumauga tele fa'amaumauga e ta'ua o le IBM Physical Analytics Integrated Repository Service (PAIRS), lea o lo'o i ai le tamaoaiga o geospatial. ma fa'amaumauga ole Initaneti o Mea (IoT).
O le mea e ofo ai, o le elemene PDL lava e tasi o loʻo i ai se isi faʻaoga tulaga ese. Pe a feliuliua'i, e avea o se faiga fa'ata'ita'i ata-Hall lelei e maua ai se fa'ameamea fa'atasi ma mama mama o le maneta (Ata 2c). Ae sili atu le taua, o le faiga e maua ai le avanoa e faʻatagaina ai le faʻamalamalamaina o se vaega lautele o le faʻataʻitaʻiga, lea e taua tele i faʻataʻitaʻiga photo-Hall.
Aafiaga
O le auala fou o ata-fale ua matou atiina ae e mafai ai ona matou maua mai se aofaiga ofoofogia o faʻamatalaga mai semiconductors. I le fa'atusatusaina o na'o le tolu fa'amaufa'ailoga na maua i le fa'avasegaina Hall Hall, o lenei metotia fou e maua mai i le fitu ta'iala i fa'ata'ita'iga malamalama ta'itasi. E aofia ai le feʻaveaʻi o electrons ma pu; le fa'atonuga o la latou va'a i lalo o le aafiaga o le malamalama; toe tu'ufa'atasiga i le olaga atoa; ma le umi fa'asalalau mo eletoni, pu ma ituaiga ambipolar. O nei mea uma e mafai ona toe faia N taimi (o lona uiga o le numera o faʻamalama malamalama faʻaaogaina i le suʻega).
O lenei su'esu'ega fou ma tekonolosi o le a fesoasoani i le fa'alauteleina o le semiconductor i luma i tekinolosi o lo'o i ai nei ma tekonolosi fa'afou. Ua matou maua nei le malamalama ma meafaigaluega e manaʻomia e faʻapipiʻi ai uiga faʻapitoa o mea semiconductor i auiliiliga sili. Mo se faʻataʻitaʻiga, o le a fesoasoani i le faʻavaveina o le atinaʻeina o tekonolosi semiconductor e sosoo ai, e pei o le sili atu o le la, sili atu masini optoelectronic, ma mea fou ma masini mo tekinolosi faʻapitoa.
tusiga lomia i le Oketopa 7, 2019 i .
Faʻaliliuga: Nikolay Marin (), Ofisa Sili Tekonolosi IBM i Rusia ma atunuu CIS.
puna: www.habr.com