मिशिगन विश्वविद्यालय ने उन्नत इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए स्थिर फेरोइलेक्ट्रिक नाइट्राइड की कुंजी का अनावरण किया

मिशिगन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा वुर्टजाइट फेरोइलेक्ट्रिक नाइट्राइड से जुड़े एक पेचीदा रहस्य को सुलझा लिया गया है। विपरीत विद्युत ध्रुवीकरण को बनाए रखने में सक्षम ये अर्धचालक, कम-शक्ति कंप्यूटिंग और उच्च-आवृत्ति इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए अपार क्षमता रखते हैं। खोज उस परमाणु-स्केल तंत्र को प्रकट करती है जो इन सामग्रियों की अखंडता को बनाए रखता है।

Zetian Mi और Danhao Wang के नेतृत्व वाली टीम ने उन्नत इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और क्वांटम मैकेनिकल मॉडलिंग का उपयोग किया। उनके विश्लेषण में उन इंटरफेस पर परमाणु-स्केल फ्रैक्चर के गठन का पता चला जहां सकारात्मक ध्रुवीकरण मिलते हैं। ये फ्रैक्चर टूटे हुए रासायनिक बंधनों का एक नया विन्यास बनाते हैं।

ये टूटे हुए बंधन नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए लटके हुए इलेक्ट्रॉनों के भंडार के रूप में कार्य करते हैं, जो इलेक्ट्रोस्टैटिक अतिरिक्त सकारात्मक चार्ज को संतुलित करते हैं। यह व्यवस्था सामग्री को आंतरिक विद्युत तनाव के तहत फ्रैक्चर होने से रोकती है, जिससे इसे स्थिरता मिलती है। इमैनौइल किउपाकिस के अनुसार, टेट्राहेड्रल इकाइयों में परमाणुओं का अनूठा स्थानिक संगठन चार्ज वितरण को सीमित करता है।

टीम ने स्कैंडियम गैलियम नाइट्राइड का उपयोग करके अपने निष्कर्षों को मान्य किया। उच्च-रिज़ॉल्यूशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी ने डोमेन जंक्शनों पर हेक्सागोनल क्रिस्टल समरूपता में विकृतियों का खुलासा किया। ये लटके हुए इलेक्ट्रॉन डोमेन दीवारों के साथ अत्यधिक प्रवाहकीय रास्ते बनाते हैं, जो विद्युत प्रवाह के लिए नैनोस्केल सुपरहाइवे के रूप में कार्य करते हैं।

इन रास्तों की चालकता ट्यून करने योग्य है, जो विद्युत क्षेत्र में परिवर्तन के प्रति प्रतिक्रिया करती है। इस खोज का माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक डिवाइस डिजाइन, विशेष रूप से फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (FET) के लिए निहितार्थ है। इन प्रवाहकीय डोमेन इंटरफेस को नियंत्रित करने की क्षमता नए आर्किटेक्चर का सुझाव देती है जो पारंपरिक ट्रांजिस्टर डिजाइनों से बेहतर प्रदर्शन कर सकते हैं।

शोधकर्ता डोमेन-वॉल-आधारित ट्रांजिस्टर के व्यावहारिक अहसास को आगे बढ़ाने की योजना बना रहे हैं। इससे इलेक्ट्रॉनिक्स के एक युग का नेतृत्व हो सकता है जहां मेमोरी, सिग्नल प्रोसेसिंग और ट्रांसडक्शन एकीकृत हैं। इस तरह के एकीकरण से बिजली की खपत को कम करने के साथ-साथ डिवाइस के प्रदर्शन को अधिकतम करने का वादा किया गया है।