Honkonq Universiteti tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Toplu GaN kristalının tək kristal GaN mikrokörpülərinə mikrofabrikasiyası. Nümunələrin mikrofabrikasiya edildiyi toplu GaN kristalını (yuxarı solda) göstərən optik fotoşəkil. SEM şəkilləri mikrofabrikasiya edilmiş GaN mikrokörpüsünü (yuxarı sağda) və yerində dartılma prosesini (aşağıda) göstərir, sınıqdan əvvəl 6,8%-ə qədər ultra böyük elastik gərginliyi nümayiş etdirir. Kredit: Physical Review X (2026). DOI: 10.1103/x76f-2vj8

Honkonq Universitetinin (HKU) Mühəndislik Fakültəsindən bir tədqiqat qrupu, ultrabənövşəyi (UV) şüalardan mavi işığa qədər qallium nitrid (GaN) materialının emissiya rəngini dinamik şəkildə idarə etmək üçün mexaniki dartılma texnologiyasından uğurla istifadə etmişdir. Bu texnoloji irəliləyiş gələcəyin qabaqcıl güc tranzistorları, optoelektron komponentləri, radiotezlik komponentləri və mikro-LED displeyləri üçün yeni yarımkeçirici material idarəetmə həlli təqdim edir.

Tapıntılar Physical Review X jurnalında “Free-Standing GaN Microbridge-in Deep Elastic Strain Engineering” adlı məqalədə dərc olunub.

Mexanika Mühəndisliyi kafedrasından professor Yanq Lunun rəhbərliyi ilə komanda mikro-nano emal texnologiyasından istifadə edərək tək kristal GaN materialını kiçik körpüyə bənzər strukturlara çevirdi.

Dəqiq mexaniki dartılma yolu ilə material təxminən 11 GPa dartılma möhkəmliyi ilə 6,8%-ə qədər elastik deformasiya əldə etmişdir. Bu, ölçü effektinin yaratdığı fövqəladə elastik deformasiya qabiliyyətini nümayiş etdirir və dərin gərginlik mühəndisliyi üçün geniş perspektivlər təqdim edir.

Bu fiziki dartılma nəinki materiala zərər vermədi, həm də GaN-ın emissiya rəngini əvvəlcə görünməyən ultrabənövşəyi işığdan görünən mavi işığa uğurla dəyişdirdi.

Tədqiqatçılar yerində mexaniki dartılmanı katodolüminesensiya (CL) sistemləri ilə birləşdirən təcrübələrdə dartılma prosesi zamanı optik xüsusiyyətlərdəki dəyişiklikləri real vaxt rejimində izləyiblər. Dartılma dərəcəsi 3,9%-ə çatdıqda, emissiya rəngində əhəmiyyətli bir dəyişiklik müşahidə edilib.

GaN-in zolaq boşluğu davamlı olaraq 3,41 eV-dən 3,08 eV-ə qədər qırmızıya doğru sürüşdü və emissiya dalğa uzunluğu müvafiq olaraq ultrabənövşəyi bölgədən görünən işıq bölgəsinə doğru sürüşdü. Maksimum gərginlik şəraitində zolaq boşluğu daha da 2,96 eV-ə qədər azaldıla bilər (dalğa uzunluğu təxminən 365 nm-dən 420 nm-ə dəyişir).UB-dən görünən mavi işığa dinamik zolaq boşluğu modulyasiyası. Yükləmə-boşalma prosesi zamanı dartılma gərginliyi artdıqca, GaN mikrokörpüsünün optik emissiyası davamlı olaraq görünməz ultrabənövşəyi (UB) rejimdən görünən mavi işıq rejiminə keçir və bu da perspektivli dərin gərginlik mühəndisliyini göstərir. Mənbə: Physical Review X (2026). DOI: 10.1103/x76f-2vj8

2014-cü ildə Fizika üzrə Nobel Mükafatına səbəb olan mavi LED-lərin əsas materialı kimi, alimlər əvvəllər GaN-ın emissiya rəngini tənzimləmək üçün müxtəlif kimyəvi elementlər əlavə etməli idilər. Lakin HKU-nun bu tədqiqatı sırf fiziki nəzarət metodunu nümayiş etdirir.

Bu texnologiyanın unikallığı onun ” geri dönmə qabiliyyətində “dir — dartılma qüvvəsi aradan qaldırıldıqda, material ilkin vəziyyətinə qayıdır və şüalanma rəngi ultrabənövşəyi işığa qayıdır. GaN-ın lüminessent xüsusiyyətləri gərginlik vəziyyəti ilə tamamilə geri dönüşlü şəkildə dəyişir.

Materialın kimyəvi tərkibinin dəyişdirilməsini tələb edən ənənəvi yanaşmalardan fərqli olaraq, bu dinamik idarəetmə metodu yarımkeçirici optoelektron texnologiyası üçün yeni bir istiqamət təqdim edir.

Praktik cihaz tətbiqləri üçün potensialı nümayiş etdirmək üçün tədqiqat qrupu, itələmə-çəkmə quruluşuna malik mexaniki olaraq gərginliklə sabitlənmiş GaN cihazını daha da dizayn etdi və mikrofabrikasiya etdi.Praktik tətbiqlər üçün dərin gərginləşdirilmiş GaN cihazı. Mexaniki olaraq sabitlənmiş ~3% dartılma gərginliyi ilə cihaz, yuxarı sağdakı əlavədəki CL spektrləri ilə göstərildiyi kimi, 3,42 eV-dən 3,34 eV-ə qədər əhəmiyyətli bir zolaq boşluğu qırmızı sürüşməsinə nail olur. Kredit: Physical Review X (2026). DOI: 10.1103/x76f-2vj8

Cihaz, təxminən 3% dartılma gərginliyini kilidləməklə, davamlı xarici qüvvə tələb etmədən gərgin işıq emissiya vəziyyətini qoruyaraq 363 nm-dən 371 nm-ə qədər sabit dalğa uzunluğu qırmızı sürüşməsinə nail oldu və bu dizaynı tətbiqlər üçün daha praktik hala gətirdi. Gələcəkdə bu texnologiyanın mikro displeylərdə, ağıllı işıqlandırmada və hətta biosensasiya sahələrində tətbiq olunacağı və insanların həyatına daha innovativ imkanlar gətirəcəyi gözlənilir.

Nəşr detalları

Sufeng Fan və digərləri, Sərbəst dayanan GaN Mikrokörpüsünün Dərin Elastik Gərginlik Mühəndisliyi, Fiziki İcmal X (2026). DOI: 10.1103/x76f-2vj8

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal X 

Əsas anlayışlar

Elektrokəskin qarşılıqlı təsirMexaniki deformasiyaOptik və mikrodalğalı hadisələrNanostrukturlarOptik materiallar və elementlərYarımkeçiricilərOptik texnikalar

Honkonq Universiteti tərəfindən təmin edilir