ក្រុមទំនាក់ទំនងអុបទិក ឧបករណ៍រំញ័រអុបទិកស្តើងបំផុត

ក្រុមទំនាក់ទំនងអុបទិក ឧបករណ៍រំញ័រអុបទិកស្តើងបំផុត
ឧបករណ៍​រំញ័រ​អុបទិក​អាច​កំណត់​ទីតាំង​រលក​ពន្លឺ​ជាក់លាក់​ក្នុង​លំហ​មាន​កំណត់ ហើយ​មាន​កម្មវិធី​សំខាន់ៗ​ក្នុង​អន្តរកម្ម​ពន្លឺ​-​រូបធាតុ។ការទំនាក់ទំនងអុបទិក, ការចាប់សញ្ញាអុបទិក និងការរួមបញ្ចូលអុបទិក។ ទំហំនៃឧបករណ៍បង្កើតសំឡេងរោទ៍ភាគច្រើនអាស្រ័យលើលក្ខណៈសម្ភារៈ និងរលកពន្លឺប្រតិបត្តិការ ឧទាហរណ៍ ឧបករណ៍បង្កើតសំឡេងរោទ៍ស៊ីលីកុនដែលដំណើរការក្នុងក្រុមអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដជិតជាធម្មតាត្រូវការរចនាសម្ព័ន្ធអុបទិករាប់រយណាណូម៉ែត្រ និងខ្ពស់ជាងនេះ។ ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ឧបករណ៍បង្កើតសំឡេងរោទ៍អុបទិកប្លង់ស្តើងបំផុតបានទាក់ទាញការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងខ្លាំងដោយសារតែកម្មវិធីដែលមានសក្តានុពលរបស់វានៅក្នុងពណ៌រចនាសម្ព័ន្ធ ការថតរូបភាពហូឡូក្រាហ្វិក ការគ្រប់គ្រងវាលពន្លឺ និងឧបករណ៍អុបតូអេឡិចត្រូនិច។ របៀបកាត់បន្ថយកម្រាស់នៃឧបករណ៍បង្កើតសំឡេងរោទ៍ប្លង់គឺជាបញ្ហាដ៏លំបាកមួយដែលអ្នកស្រាវជ្រាវប្រឈមមុខ។
ខុសពីសម្ភារៈ semiconductor ប្រពៃណី អ៊ីសូឡង់ topological 3D (ដូចជា bismuth telluride, antimony telluride, bismuth selenide ជាដើម) គឺជាសម្ភារៈព័ត៌មានថ្មីដែលមានស្ថានភាពផ្ទៃលោហៈ និងស្ថានភាពអ៊ីសូឡង់ដែលត្រូវបានការពារដោយ topological ។ ស្ថានភាពផ្ទៃត្រូវបានការពារដោយស៊ីមេទ្រីនៃការបញ្ច្រាសពេលវេលា ហើយអេឡិចត្រុងរបស់វាមិនត្រូវបានខ្ចាត់ខ្ចាយដោយភាពមិនបរិសុទ្ធដែលមិនមែនជាម៉ាញេទិកទេ ដែលមានទស្សនវិស័យកម្មវិធីសំខាន់ៗនៅក្នុងការគណនាកង់ទិចថាមពលទាប និងឧបករណ៍ spintronic ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ សម្ភារៈអ៊ីសូឡង់ topological ក៏បង្ហាញពីលក្ខណៈសម្បត្តិអុបទិកដ៏ល្អឥតខ្ចោះផងដែរ ដូចជាសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរខ្ពស់ មិនមែនលីនេអ៊ែរធំ។អុបទិកមេគុណ ជួរវិសាលគមការងារធំទូលាយ ភាពអាចលៃតម្រូវបាន ការរួមបញ្ចូលងាយស្រួល ជាដើម ដែលផ្តល់នូវវេទិកាថ្មីមួយសម្រាប់ការសម្រេចបាននូវបទប្បញ្ញត្តិពន្លឺ និងឧបករណ៍អុបតូអេឡិចត្រូនិច.
ក្រុមស្រាវជ្រាវមួយនៅក្នុងប្រទេសចិនបានស្នើវិធីសាស្រ្តមួយសម្រាប់ការផលិតឧបករណ៍រំញ័រអុបទិកស្តើងបំផុតដោយប្រើខ្សែភាពយន្តណាណូអ៊ីសូឡង់តូប៉ូឡូស៊ីប៊ីស្មុតតេលូរីតដែលដុះលូតលាស់ក្នុងផ្ទៃដីធំ។ ប្រហោងអុបទិកបង្ហាញពីលក្ខណៈស្រូបយករំញ័រជាក់ស្តែងនៅក្នុងក្រុមអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដជិត។ ប៊ីស្មុតតេលូរីតមានសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរខ្ពស់ជាង 6 នៅក្នុងក្រុមទំនាក់ទំនងអុបទិក (ខ្ពស់ជាងសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរនៃវត្ថុធាតុសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរខ្ពស់បែបប្រពៃណីដូចជាស៊ីលីកុន និងជឺម៉ាញ៉ូម) ដូច្នេះកម្រាស់ប្រហោងអុបទិកអាចឈានដល់មួយភាគម្ភៃនៃរលករំញ័រ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ឧបករណ៍រំញ័រអុបទិកត្រូវបានដាក់នៅលើគ្រីស្តាល់ហ្វូតូនិកមួយវិមាត្រ ហើយឥទ្ធិពលតម្លាភាពដែលបង្កឡើងដោយអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចថ្មីមួយត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងក្រុមទំនាក់ទំនងអុបទិក ដែលបណ្តាលមកពីការភ្ជាប់នៃឧបករណ៍រំញ័រជាមួយប្លាស្មូនតាម និងការជ្រៀតជ្រែកបំផ្លិចបំផ្លាញរបស់វា។ ការឆ្លើយតបវិសាលគមនៃឥទ្ធិពលនេះអាស្រ័យលើកម្រាស់នៃឧបករណ៍រំញ័រអុបទិក និងមានភាពរឹងមាំចំពោះការផ្លាស់ប្តូរសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរព័ទ្ធជុំវិញ។ ការងារនេះបើកផ្លូវថ្មីមួយសម្រាប់ការសម្រេចបាននូវប្រហោងអុបទិកស្តើងបំផុត ការគ្រប់គ្រងវិសាលគមសម្ភារៈអ៊ីសូឡង់តូប៉ូឡូស៊ី និងឧបករណ៍អុបតូអេឡិចត្រូនិច។
ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1a និង 1b ឧបករណ៍រំញ័រអុបទិកភាគច្រើនត្រូវបានផ្សំឡើងពីអ៊ីសូឡង់តូប៉ូឡូស៊ីប៊ីស្មុត telluride និងខ្សែភាពយន្តណាណូប្រាក់។ ខ្សែភាពយន្តណាណូប៊ីស្មុត telluride ដែលរៀបចំដោយការបាញ់ម៉ាញ៉េត្រុងមានផ្ទៃធំទូលាយ និងរាបស្មើល្អ។ នៅពេលដែលកម្រាស់នៃខ្សែភាពយន្តប៊ីស្មុត telluride និងខ្សែភាពយន្តប្រាក់គឺ 42 nm និង 30 nm រៀងគ្នា ប្រហោងអុបទិកបង្ហាញពីការស្រូបយករំញ័រខ្លាំងនៅក្នុងក្រុម 1100~1800 nm (រូបភាពទី 1c)។ នៅពេលដែលអ្នកស្រាវជ្រាវបានបញ្ចូលប្រហោងអុបទិកនេះទៅលើគ្រីស្តាល់ហ្វូតូនិកដែលធ្វើពីជង់ឆ្លាស់គ្នានៃស្រទាប់ Ta2O5 (182 nm) និង SiO2 (260 nm) (រូបភាពទី 1e) ជ្រលងស្រូបយកដាច់ដោយឡែកមួយ (រូបភាពទី 1f) បានលេចឡើងនៅជិតកំពូលស្រូបយករំញ័រដើម (~1550 nm) ដែលស្រដៀងគ្នាទៅនឹងឥទ្ធិពលតម្លាភាពដែលបង្កឡើងដោយអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចដែលផលិតដោយប្រព័ន្ធអាតូម។

សម្ភារៈប៊ីស្មុត telluride ត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងបញ្ជូន និងអេលីបសូមេទ្រី។ រូបភាពទី 2a-2c បង្ហាញមីក្រូក្រាហ្វអេឡិចត្រុងបញ្ជូន (រូបភាពដែលមានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់) និងលំនាំឌីផ្រាក់ស្យុងអេឡិចត្រុងដែលបានជ្រើសរើសនៃខ្សែភាពយន្តណាណូប៊ីស្មុត telluride។ យើងអាចមើលឃើញពីរូបភាពថាខ្សែភាពយន្តណាណូប៊ីស្មុត telluride ដែលបានរៀបចំគឺជាវត្ថុធាតុពហុគ្រីស្តាល់ ហើយទិសដៅលូតលាស់សំខាន់គឺប្លង់គ្រីស្តាល់ (015)។ រូបភាពទី 2d-2f បង្ហាញសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរស្មុគស្មាញនៃប៊ីស្មុត telluride ដែលវាស់ដោយអេលីបសូមេទ័រ និងសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរស្មុគស្មាញស្ថានភាពផ្ទៃដែលបានបំពាក់ និងស្ថានភាព។ លទ្ធផលបង្ហាញថាមេគុណផុតពូជនៃស្ថានភាពផ្ទៃគឺធំជាងសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរក្នុងចន្លោះពី 230~1930 nm ដែលបង្ហាញពីលក្ខណៈដូចលោហៈ។ សន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរនៃរាងកាយគឺច្រើនជាង 6 នៅពេលដែលរលកធំជាង 1385 nm ដែលខ្ពស់ជាងស៊ីលីកុន ជឺម៉ាញ៉ូម និងវត្ថុធាតុសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរខ្ពស់ប្រពៃណីផ្សេងទៀតនៅក្នុងក្រុមនេះ ដែលដាក់មូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់ការរៀបចំឧបករណ៍រំញ័រអុបទិកស្តើងបំផុត។ ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវបានចង្អុលបង្ហាញថា នេះគឺជាការសម្រេចបានជាលើកដំបូងដែលបានរាយការណ៍អំពីប្រហោងអុបទិករាបស្មើដែលមានកម្រាស់ត្រឹមតែរាប់សិបណាណូម៉ែត្រនៅក្នុងក្រុមទំនាក់ទំនងអុបទិក។ បន្ទាប់មក វិសាលគមស្រូបយក និងរលកសំឡេងនៃប្រហោងអុបទិកស្តើងបំផុតត្រូវបានវាស់ជាមួយនឹងកម្រាស់នៃប៊ីស្មុត telluride។ ជាចុងក្រោយ ឥទ្ធិពលនៃកម្រាស់ខ្សែភាពយន្តប្រាក់លើវិសាលគមតម្លាភាពដែលបង្កឡើងដោយអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ណាណូ/ហ្វូតូនិករបស់ប៊ីស្មុត telluride ត្រូវបានស៊ើបអង្កេត។

តាមរយៈការរៀបចំខ្សែភាពយន្តស្តើងសំប៉ែតលើផ្ទៃដីធំនៃអ៊ីសូឡង់តូប៉ូឡូស៊ីប៊ីស្មុត telluride និងទាញយកអត្ថប្រយោជន៍ពីសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរខ្ពស់ខ្លាំងនៃសម្ភារៈប៊ីស្មុត telluride នៅក្នុងក្រុមអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដជិត ទទួលបានប្រហោងអុបទិករាបស្មើដែលមានកម្រាស់ត្រឹមតែរាប់សិបណាណូម៉ែត្រប៉ុណ្ណោះ។ ប្រហោងអុបទិកស្តើងខ្លាំងអាចសម្រេចបាននូវការស្រូបយកពន្លឺរំញ័រប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៅក្នុងក្រុមអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដជិត និងមានតម្លៃអនុវត្តដ៏សំខាន់ក្នុងការអភិវឌ្ឍឧបករណ៍អុបតូអេឡិចត្រូនិចនៅក្នុងក្រុមទំនាក់ទំនងអុបទិក។ កម្រាស់នៃប្រហោងអុបទិកប៊ីស្មុត telluride គឺលីនេអ៊ែរទៅនឹងរលកពន្លឺរំញ័រ ហើយមានទំហំតូចជាងប្រហោងអុបទិកស៊ីលីកុន និងហ្សឺម៉ាញ៉ូមស្រដៀងគ្នា។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ប្រហោងអុបទិកប៊ីស្មុត telluride ត្រូវបានរួមបញ្ចូលជាមួយគ្រីស្តាល់ហ្វូតូនិក ដើម្បីសម្រេចបាននូវប្រសិទ្ធភាពអុបទិកមិនធម្មតាស្រដៀងគ្នាទៅនឹងតម្លាភាពដែលបង្កឡើងដោយអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចនៃប្រព័ន្ធអាតូម ដែលផ្តល់នូវវិធីសាស្រ្តថ្មីសម្រាប់បទប្បញ្ញត្តិវិសាលគមនៃមីក្រូស្ត្រុកទ័រ។ ការសិក្សានេះដើរតួនាទីជាក់លាក់ក្នុងការលើកកម្ពស់ការស្រាវជ្រាវសម្ភារៈអ៊ីសូឡង់តូប៉ូឡូស៊ីក្នុងបទប្បញ្ញត្តិពន្លឺ និងឧបករណ៍មុខងារអុបទិក។