İnqrid Fadelli , Phys.org tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Çoxfunksiyalı p-n diod arxitekturasına əsaslanan üçü birdə görüntü sensoru. Müəllif: Luo və başqaları (Nature Electronics, 2026).

Pn diodları, bir-birinə birləşdirilmiş iki növ yarımkeçirici materialdan (yəni, p-tipli və n-tipli material) ibarət olan iki terminallı cihazlardır. Bu komponentlər elektrik cərəyanının yalnız bir istiqamətdə hərəkət etməsinə imkan verir ki, bu da bir çox elektron dövrələrin işləməsi üçün vacibdir.

Ənənəvi pn diodları yalnız bir funksiyanı yerinə yetirir, yəni cərəyanın bir istiqamətdə axınını təmin etmək. Bu o deməkdir ki, hesablamalar aparmaq, məlumatları saxlamaq və ya müəyyən siqnalları aşkar etmək üçün digər komponentlər də tələb olunur.

Çin Elm və Texnologiya Universitetinin və Kanadadakı MakGill Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda əlavə komponentlərlə inteqrasiya olunmadan üç fərqli funksiyanı yerinə yetirə bilən yeni bir pn diod hazırladılar. Nature Electronics jurnalında dərc olunmuş məqalədə təqdim olunan cihaz, nanotellər kimi tanınan birölçülü (1D), qallium nitridi (GaN) və alüminium qallium nitridi (AlGAN) əsaslı strukturlara əsaslanır.

Yuanmin Luo, Huabin Yu və həmkarları öz məqalələrində yazırdılar ki, “İki terminallı p-n diodları bir çox elektron və optoelektron sistemlərdə əsas komponentlərdir”.

“Lakin, onların müəyyənedici xüsusiyyətləri onları tək funksiyalı cihazlarla məhdudlaşdırır və üç və ya daha çox terminalı olan cihazların istifadəsi və yeni materialların tətbiqi kimi çoxsaylı funksiyalara nail olmaq üsulları aparat və emalın mürəkkəbliyini artıra bilər. Biz göstəririk ki, inteqrasiya olunmuş fotosensitivlik, yaddaş və emal imkanlarına malik ap-n diod yaratmaq üçün zolaq strukturlu mühəndislik yanaşmasından istifadə edilə bilər.”

Fərqli funksiyalara malik yeni nanotel əsaslı diod

Luo, Yu və həmkarları pn diodlarını yaratmaq üçün silikon təbəqəsi üzərində nazik yarımkeçirici əsaslı nanotellər yetişdirdilər. Yetişdirdikləri nanotellər üç fərqli materialdan hazırlanmışdı: p-tipli yarımkeçirici GaN, n-tipli AlGAN və n-tipli GaN. P-tipli yarımkeçiricilər müsbət yük daşıyan hissəciklərlə (yəni dəliklərlə), n-tipli yarımkeçiricilər isə mənfi yüklü hissəciklərlə (yəni elektronlarla) zəngindir.

Tədqiqatçılar, AlGAN təbəqəsinin digər təbəqələrə nisbətən daha böyük bir zolaq boşluğuna malik olmasını təmin etmək üçün materialları diqqətlə yerləşdirdilər ki, bu da elektronların oradan keçməsi üçün daha çox enerji tələb olunduğunu göstərir. Digər iki təbəqə arasında yerləşən bu təbəqə, əsasən, müəyyən bir bölgədə elektronları tutan və elektron rezervuarı yaradan bir maneə rolunu oynayır.

Müəlliflər yazırdılar ki, “Diod, silikon substrat üzərində şaquli olaraq böyüdülmüş p-GaN/n-AlGaN/n-GaN nanotellərindən ibarətdir, burada n-tipli AlGaN seqmentinin daha böyük zolaq boşluğu GaN p–n qovşağında elektron rezervuarı yaradır”.

“Daxil elektron rezervuar konfiqurasiyası, ümumi p-n qovşağı əməliyyat modelindən kənarda yük tutma və buraxma prosesləri üzərində dəqiq nəzarəti təmin edir, 10.45 mA W ⁻¹ cavabdehliyi ilə qərəzli tənzimlənən fotosensasiya davranışı , 122%-ə qədər qoşalaşmış impuls asanlaşdırma nisbəti ilə fotosinaptik davranış və səkkiz xətti vəziyyətlə foto-yaddaş davranışı təmin edir.”

Daha kiçik və daha səmərəli elektronikaya doğru bir yol

İlkin sınaqlarda, bu tədqiqat qrupu tərəfindən hazırlanmış diodun sensoru, eləcə də məlumatların emalı və saxlanmasını tək bir cihazda uğurla dəstəklədiyi aşkar edilmişdir. Tədqiqatlarının bir hissəsi olaraq, Luo, Yu və həmkarları diodlarından istifadə edərək şəkilləri toplaya və təhlil edə bilən kompakt bir sensor yaratdılar, lakin tezliklə digər tətbiqlər üçün də uyğunlaşdırıla bilər.

Luo, Yu və həmkarları yazırdılar ki, “Biz göstəririk ki, bu cür üç-birdə diodlar massivi əlavə dövrələr olmadan səs-küy salma və təsvir təsnifatı funksiyalarına malik kompakt və enerjiyə qənaət edən görüntü sensoru yaratmaq üçün istifadə edilə bilər”.

Gələcəkdə komandanın dizaynı eyni vaxtda sensorlar, yaddaş komponentləri və prosessorlar kimi xidmət edən digər oxşar nanotel əsaslı diodların yaradılmasına ilham verə bilər. Onların səyləri nəticədə müəyyən real dünya tətbiqləri üçün hazırlanmış geniş çeşidli miniatürləşdirilmiş elektronikanın inkişafına yol aça bilər.

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Qeb Klark tərəfindən redaktə edilmiş və Robert İqan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Əgər bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Yuanmin Luo və digərləri, Neyromorfik görüntü sensorları üçün inteqrasiya olunmuş fotosensitivlik, yaddaş və emal ilə tək diod, Nature Electronics (2026). DOI: 10.1038/s41928-026-01588-2 .

Jurnal məlumatı: Nature Electronics