החלפת מצב הולכה - צעד לקראת טרנזיסטורים טופולוגי

סרט הדרכה - השתלת קוצב לב - מרכז הלב בשיבא (יולי 2019).

Anonim

החוקרים FLEET השיגו ציון דרך משמעותי בחיפוש אחר טרנזיסטור טופולוגי פונקציונלי בשנת 2017, באמצעות שדה חשמלי מיושם כדי לעבור את מצב הולכה אלקטרונית של חומר טופולוגי.

"שער" אלקטרודה שימש להחליף את מצב הולכה בחומר טופולוגי Na 3 Bi.

Na 3 Bi הוא semiretal דיראק טופולוגי (TDS), חומר זה כבר המכונה "גראפן 3-D".

"אלקטרונים הנוסעים בתוך TDS מתנהגים באופן דומה לגראפן, נעים באופן רלטיביסטי (כלומר, כאילו אין להם מסה)", מסביר חוקר עמית FLEET, ד"ר מארק אדמונדס, ממחברי המאמר.

מצב ההובלה ב - TDS עבר בין הולכה מסוג "n" (שבה הזרם מתבצע באמצעות אלקטרונים) והולכה מסוג "p" (שבה הזרם מתבצע בחורים - ביעילות, חסרים אלקטרונים).

העבודה ייצגה את הטרנזיסטור הראשון המוצלח, הפשוט, הדק, שנעשה מתוך סמי-טופולוגיה טופולוגית והטרנזיסטור הראשון שנעשה מ -3 Na Bi.

כמו הטרנזיסטור הראשון עשה מכל semipletal דיראק טופולוגי במצב מוצק, סרט דק, זה מראה כי הטכנולוגיה מקובלת לעיבוד מכשירים אלקטרוניים על פני שטחים גדולים.

כמו ההפגנה הראשונה כי תכונות אלקטרוניות ניתן לטפל בהצלחה על ידי שדה חשמלי מיושם, זה היה גם צעד בדרך טרנזיסטורים טופולוגי יותר, מורכבים טרנזיסטורים.

טרנזיסטורים טופולוגיים מורכבים הניתנים לשינוי, המפתח הוא היכולת להחליף חומר בין מבודדים קונבנציונליים, לבין המצב הטופולוגי. באופן אידיאלי, מיתוג כזה יהיה מושלם באמצעות שדה חשמלי המושרה על ידי מתח להחיל על השער אלקטרודה הטרנזיסטור.

טכנולוגיה כזו תשתמש semymetal טופולוגי דיראק כמו חומר ערוץ, מאוזנת בין מבודד קונבנציונאלי מבודדים טופולוגי.

"תוצאות אלה הופכות את הטראקולוגיה הטכנולוגית Dirac Semimetal Na 3 Bi לפלטפורמה פוריה להפליא לחקר כמה תחומי פיזיקה חדשים ומלהיבים", אומר FLEET Ph.D. סטודנט ג'יימס קולינס, ממחברי המחקר.

"זה אומר Na 3 Bi הוא נקודת המוצא האידיאלי לממש שליטה על המאפיינים הטופולוגיים של חומר."

עבודה זו היא לפיכך צעד משמעותי לקראת שתי מטרות עיקריות עבור נושא המחקר של FLEET 1, אשר מבקש לפתח נמוך במיוחד נתיבים אלקטרוניים התנגדות באמצעות חומרים טופולוגיים:

  • מבודד טופולוגי דק אטומי עם bandgap גדול מ 77 מעלות קלווין
  • מעבר מוצלח מבידוד קונבנציונאלי למבודד טופולוגי.

הפרויקט ייצג שיתוף פעולה בין-תחומי מוצלח בין מומחים לצמיחה בסרט דק ואפיון אלקטרוני באוניברסיטת מונאש, ומודל תיאורטי בראשות חוקר עמית FLEET ד"ר Shaffique אדם באוניברסיטה הלאומית של סינגפור.

המחקר פורסם ב פיסיקלית סקירה חומרים באוקטובר 2017, Vol. 1, בעיה 5.

טרנזיסטורים טופולוגיים ו FLEET

החלפת מוצלח של חומר מבודדים קונבנציונאלי לבידוד טופולוגי הוא צעד חשוב לקראת טרנזיסטורים טופולוגי.

בידוד טופולוגי הם חומרים חדשים להתנהג כמו מבודדים חשמל בפנים שלהם, אבל יכול לשאת זרם לאורך הקצוות שלהם. שלא כמו נתיב חשמלי קונבנציונלי, נתיבי קצה טופולוגיים כאלה יכולים לשאת זרם חשמלי עם פיזור כמעט אפס של אנרגיה, כלומר טרנזיסטורים טופולוגי יכול לעבור ללא שריפת אנרגיה. חומרים טופולוגיים הוכרו בשנת 2011 פרס נובל בפיסיקה.

טרנזיסטורים טופולוגיים יעברו "טרנזיסטור", כטרנזיסטור מסורתי, יישום טרנזיסטור שער יעבור את נתיבי הקצה בערוץ Na 3 Bi בין היותו מבודד טופולוגי ('on') לבין מבודדים קונבנציונליים ('off').

menu
menu