उच्च गतिशीलता उपकरणों के लिए संपीड़ित जर्मेनियम

जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉनिक उपकरण सिकुड़ रहे हैं और बिजली की मांग बढ़ रही है, पारंपरिक सिलिकॉन अर्धचालक उच्च ऊर्जा अपव्यय के कारण भौतिक सीमा तक पहुंच रहे हैं।शोधकर्ता ऐसी सामग्रियों की खोज कर रहे हैं जो मौजूदा चिप निर्माण प्रक्रियाओं के लिए अनुकूलता के साथ उच्च विद्युत प्रदर्शन को जोड़ती हैं।

वारविक विश्वविद्यालय और कनाडा के राष्ट्रीय अनुसंधान परिषद की एक टीम ने सिलिकॉन पर एक नैनोमीटर-पतली, संपीड़ित रूप से तनावपूर्ण जर्मेनियम परत विकसित की है, जो रिकॉर्ड-तोड़ विद्युत चार्ज गतिशीलता प्राप्त करती है।यह अध्ययन मैटेरियल्स टुडे में प्रकाशित हुआ था।

सटीक तनाव के साथ जर्मेनियम एपिलेयर की सावधानीपूर्वक इंजीनियरिंग करके यह सफलता हासिल की गई, जिससे एक अल्ट्रा-क्लीन क्रिस्टल संरचना तैयार हुई जो विद्युत चार्ज को लगभग बिना किसी प्रतिरोध के चलने की अनुमति देती है।सामग्री ने 7.15 मिलियन सेमी² प्रति वोल्ट-सेकंड की रिकॉर्ड छेद गतिशीलता का प्रदर्शन किया, जो पारंपरिक सिलिकॉन से कहीं अधिक है, जिससे तेज संचालन और कम ऊर्जा खपत संभव हो सकी।

यह संपीड़ित जर्मेनियम-ऑन-सिलिकॉन सामग्री औद्योगिक स्केलेबिलिटी के साथ विश्व-अग्रणी गतिशीलता को जोड़ती है, जो इसे आधुनिक सिलिकॉन सेमीकंडक्टर विनिर्माण के साथ संगत बनाती है।यह अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक व्यावहारिक मार्ग प्रदान करता है, जिसमें कम ऊर्जा और शीतलन मांगों के साथ क्वांटम कंप्यूटिंग डिवाइस, स्पिन क्वैबिट, क्रायोजेनिक नियंत्रक, एआई प्रोसेसर और डेटा-सेंटर हार्डवेयर शामिल हैं।

शोध की प्रमुख विशेषताओं में शामिल हैं:

छेद की गतिशीलता 7.15 मिलियन सेमी²/V·s
सिलिकॉन पर नैनोमीटर-पतली जर्मेनियम एपिलेयर
निकट-घर्षण रहित चार्ज प्रवाह के लिए अल्ट्रा-क्लीन क्रिस्टल संरचना
मुख्यधारा सिलिकॉन सेमीकंडक्टर प्रक्रियाओं के साथ संगत
तेज़, अधिक ऊर्जा-कुशल शास्त्रीय और क्वांटम उपकरणों को सक्षम बनाता है
कनाडा के राष्ट्रीय अनुसंधान परिषद के प्रधान अनुसंधान अधिकारी डॉ. सर्गेई स्टडेनिकिन कहते हैं, "यह समूह-IV अर्धचालकों में चार्ज परिवहन के लिए एक नया मानक स्थापित करता है और मौजूदा सिलिकॉन प्रौद्योगिकी के साथ पूरी तरह से संगत तेज़, अधिक ऊर्जा-कुशल इलेक्ट्रॉनिक्स का द्वार खोलता है।"