ترانزیستور تأثیر میدان تونل زنی جدید
محققان آکادمی علوم چین اخیراً ترانزیستور تأثیر میدان تونل زنی عرضی را ساختند. این وسیله نیمه هادی است که می تواند برای تقویت یا تغییر قدرت الکتریکی یا سیگنال ها ، از طریق پدیده ای معروف به تونل کوانتومی استفاده شود. ترانزیستور جدید ، که در مقاله ای به چاپ رسیده در Nature Electronics ، با استفاده از یک هتروساخت ون در و والز ساخته شده است ، ماده ای با لایه های اتمی نازک که با یکدیگر مخلوط نمی شوند ، بلکه در عوض از طریق تعامل ون der Waals متصل می شوند.
ترانزیستورهای اثر میدان تونل نوعی آزمایش از دستگاه نیمه هادی است که از طریق مکانیسمی معروف به تونل سازی باند به باند (BTBT) کار می کند. این ترانزیستورها طیف گسترده ای از برنامه ها را دارند ، به عنوان مثال در توسعه اسیلاتورهای رادیویی فرکانس (RF) یا اجزای حافظه دستگاه های الکترونیکی.
در این دستگاه ها ، حامل ها (یعنی ذرات حامل یک بار الکتریکی) به طور معمول از طریق یک سد تونل می شوند و در همان جهت به عنوان کل جریان خروجی حرکت می کنند. جریان موجود در این تونل مستقیماً به جریان کلی دستگاه کمک می کند.
برای کارآمدترین کار ، این دستگاه ها باید در حالت ایده آل با رابط های با کیفیت و لبه های باند انرژی تیز ساخته شوند. از این رو ، ساختارهای دوبعدی Van der Waals ممکن است کاندیداهای بهینه برای ساختن آنها باشند ، زیرا محققان به راحتی می توانند مواد مختلفی را در بالای یکدیگر جمع کرده و در نتیجه رابط هایی با کیفیت بالا و لبه های نوک تیز ایجاد کنند.
برای فعال کردن راندمان بالای تونل سازی در وسایل نیمه هادی ، محققان باید بتوانند چگالی حالتها را با تراز سطح فرمی تنظیم کنند و از حرکت آن منبع را درگیر کنند تا در فضای حرکت ، بدون درگیر شدن واج ها ، از منبع استفاده کنند. محققانی که مطالعه اخیر را در طبیعت الکترونیک انجام داده اند دریافتند که استفاده از فسفر سیاه دو بعدی (BP) به آنها امکان انجام هر دو کار را داده است.
محققان در مقاله خود نوشتند: "دستگاه های تونلی که مقاومت دیفرانسیل منفی دارند ، معمولاً از یک اصل عملیاتی پیروی می کنند که در آن جریان تونل سازی مستقیماً به جریان درایو کمک می کند." "در اینجا ، ما یک ترانزیستور تأثیرگذار در زمینه تونل زنی را که از یک ساختار زیر ساختاری فسفر سیاه / Al2O3 / black fosphorus van der Waals ساخته شده است گزارش می دهیم که در آن جریان تونل سازی با توجه به جریان درایو در جهت عرضی قرار دارد."
در ترانزیستور میدان تونل زنی عرضی ایجاد شده توسط این تیم از محققان ، جریان تونل سازی می تواند از طریق یک اثر الکترواستاتیک تغییر چشمگیر در جریان خروجی ایجاد کند. در نهایت این وسیله به دستگاه اجازه می دهد تا مقاومت دیفرانسیل منفی قابل تنظیم با نسبت اوج به دره (PVR) بیش از 100 در دمای اتاق را بدست آورد.
محققان نوشتند: "دستگاه ما همچنین سوئیچینگ ناگهانی با یک عامل بدنه (تغییر نسبی ولتاژ دروازه با توجه به پتانسیل سطح) دارد که یک دهم از حد بولتزمن برای ترانزیستورهای معمولی در طیف وسیعی از دما است." در مقاله خود
این تیم از محققان آکادمی علوم چین امکان ساخت ترانزیستورهای دارای تأثیر میدان در زمینه تونل سازی بسیار کارآمد را با استفاده از یک ساختار زیربنایی عمودی ون در والس حاوی BP نشان دادند. در آینده ، دستگاه جدید می تواند در تعدادی از لوازم الکترونیکی ادغام شود ، به طور بالقوه باعث افزایش عملکرد اسیلاتورهای رادیویی فرکانس یا برنامه های منطقی چند ارزش می شود.