NIST nova ars detectae Gallium defectus

Investigatores in National Instituti signa et Technology (NIST) novam et valde sensibilem methodum inveniendi et computandi defectus in transistoribus cogitaverunt et probaverunt.

Defectus potest circumscribere Gallium et circuit perficiendi et afficere productum Fiducia et hic novus processus in decretorio tempore pro theo venit Gallium industriam spectat ut novas materias pro tunc generationis machinis evolvere.

Transistor perficiendi critico pendet ex quo certo certius signatae quantitatis hodiernae fluet. Vitia in materia transistoris, utpote regiones inutiles "impuritatem" vel vincula chemicorum fractarum, fluxum interrumpunt ac destabiliant, et hi defectus immediate vel per aliquod temporis spatium se manifestare possunt.

Plures annos, docti vias multas invenerunt ad illos effectus referendi et minuendi, sed defectus duriores fiunt ad cognoscendum sicut dimensiones transistoris minuuntur et velocitates mutandi accelerant. Nam quidam promissum semiconductor materies in evolutione - sicut carbide pii (SiC) loco Pii (Si) pro sola nova summa industria, summus temperatura machinis - nulla simplex et directa via fuit ad defectus singillatim distinguendos.

"Modo opera elaboravimus cum tradita Si et SiC, primum nos permittens non solum defectionis genus, sed numerum eorum in dato spatio simplici DC mensurae," dixit NIST's James Ashton, qui deduxit. investigatio cum collegis NIST et Universitatis rei publicae Pennsylvania. Investigatio in commercium tendit inter duo genera onerariorum electricorum in transistore: electrons negate obicitur et "foramina" affirmat, quae spatia sunt ubi electronica deest a structura locali atomica.

Cum transistor recte operatur, certa electronica vena per optatam viam fluit. Si praesens defectus incidit, electrons capti aut moti sunt, et tunc foramina coniungi possunt ut aream electricam neutram in processu recombinationis noto formet.

Quaelibet recombinatio electronicum e praesenti tollit. Plures defectus causant damna currenti quae ad malfunction ducunt. Propositum est determinare ubi sunt defectus et eorum numerus.

"Opifices praebere voluimus ut defectus cognoscendi et quantitatis, dum diversas novas materias tentant," dixit NIST's Jason Ryan. "Fecimus quod physicis exemplar defectionis deprehendendi technicae creando, sed male hactenus intellectae late adhibitae sunt. Nos igitur experimenta principii fecimus probationes quae exemplar nostrum confirmavimus ».

In classic metallo oxydi semiconductoris designo, electrode metallica porta appellata, super tenui iacu dioxidis siliconis insulating posita est. Infra hanc interfaciem est corpus mole semiconductoris.

Ab uno latere est input terminalis portae, qui dicitur fons; in altero est output (exhaurire). Scientes investigant dynamicas fluxus currentis mutando voltages "obiectiis" applicatis ad portam, fontem et exhauriunt, quae omnes afficiunt quomodo vena moveatur.

NIST et Penn Civitatis investigatores in unam regionem particularem convenerunt, quod typice tantum circa 1 billionth metri crassi et decies centies millesimi metri longi sunt: ​​terminus, seu canalis, inter stratum tenue oxydatum et mole corporis semiconductoris.

"Hic iacuit enormiter maximus quod effectus a voltage in metallo superposito oxydi transistoris agit ad mutandum quot electrons intra regionem canalem sub oxydatum est; Haec regio resistentiae machinam a fonte hauriendi moderatur,” inquit Ashton. “Perfectio huius tabulae quot defectus dependet. Methodus deprehendendi quaesita erat ante determinare quot vitia in hoc lavacro essent.

Methodus una sensitiva ad defectus in canali deprehendendos appellatur resonantia magnetica electrically detecta (EDMR), quae similis est in principio medicorum MRI. Particulae ut protons et electrons quantam habent proprietatem quae nent dicta, quae facit ut magnetes parvos vectes cum duobus oppositis polis magneticis. In EDMR, transistor radiatum proin in frequentia circiter quadruplo altior quam clibano proin. Experientes campum magneticum ad machinam applicant et paulatim vires suas variant dum output venam metiuntur.

In recta compositione frequentiae et virium agri, electrons defectibus "flip", id est, polos retexens. Hoc facit ut nonnulli satis energiam amittant quae cum defectibus in canalis perforata recombinantur, currentem reducendo. Actio canalis difficile metiri potest, tamen, quia altum volumen "vocis" ex recombinatione in mole semiconductoris.

Ut solum in actione in canali ponatur, investigatores artificio utuntur effectus amplificationis bipolaris dictae (BAE), quod fit disponendo studiorum intentionum applicatae ad fontem, portam et in particulari configuratione exhauriunt (vide figuram). "Ita ob biasing in BAE utimur et quia in exhauriunt gradus currentes metimur," inquit Marcus, "ex aliis rebus in transistore gerentibus impedimentum tollere possumus. Modo defectus eligere possumus quos intra canalem curamus.

Mechanismus accurata qua BAE operatur, nota erat donec turma eius exemplar evolvit. "Solus eventus mensurae qualitativi erant, id est, genera vitiorum in canali numero sed non indicabant," dixit Patricius Lenahan, vir insignis professor scientiarum mechanicarum et mechanicarum apud Penn rempublicam.

Ante exemplar BAE, propositum stricte adhibitum est auxilium ad applicandas voltages ac moderandas vias pro mensuris EDMR, quae utilior est ad identitatem magis qualitative defectus. Novum exemplar bae facit ut instrumentum quantitatis metiatur numerorum vitiorum ac iustis currentibus et voltages. Momenti parameter est densitas interfaciei defectus, qui est numerus qui describit quot defectus in aliqua area interfaciei semiconductoris oxydi. Exemplar bae dat inquisitoribus mathematicum descriptionem quomodo bae current ad defectum densitatis referatur.

Exemplar, quod investigatores probati sunt in experimentis probati-concepti in transistoribus oxydatis metallico semiconductoris, mensuras quantitatis fieri potest. "Nunc rationem reddere possumus pro variatione mandati carrier distributionis per canalem regionem," inquit Ashton. "Hoc aperit facultates eorum quae mensurari possunt simplici mensura electrica".

"Haec ars unicam perspicientiam praebere potest in praesentia horum defectuum transistoris destabiliantis et viam ad mechanisticam eorum formationis cognoscendam", Markus Kuhn dixit, olim Intel et nunc senior moderator semiconductoris metrologiae et commilitonis Rigaku, qui non implicatus erat. inquisitionis. « Cum hac scientia, maior opportunitas erit eas regendi et minuendi ad emendandum transistorem agendi et constantiam. Haec opportunitas esset augendi consilium curriculi ac machinae perficiendi ducens ad meliores fructus faciendos".

• Huius inquisitionis eventus primo die 6 mensis Octobris editi sunt in the Acta Physicorum Acta.