ஐந்து அடுக்கு ஒற்றை-படிக அறுகோண போரான் நைட்ரைடு கட்டமைப்புகளை உருவாக்குதல்

கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக்கழகத்தின் சக ஊழியருடன் பணிபுரியும் கொரியா குடியரசின் பல நிறுவனங்களுடன் இணைந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு, ஐந்து அடுக்கு ஒற்றை-படிக அறுகோண போரான் நைட்ரைடு கட்டமைப்புகளை உருவாக்க இரசாயன-நீராவி படிவுகளைப் பயன்படுத்துவதற்கான வழியை உருவாக்கியுள்ளது. நேச்சர் இதழில் வெளியிடப்பட்ட அவர்களின் ஆய்வறிக்கையில், குழு அவர்களின் நுட்பம் மற்றும் அத்தகைய கட்டமைப்புகளுக்கான சாத்தியமான பயன்பாடுகளை விவரிக்கிறது. Sungkyunkwan பல்கலைக்கழகம் மற்றும் Sookmyung பெண்கள் பல்கலைக்கழகத்துடன் Soo Ho Choi மற்றும் Soo Min Kim ஆகியோர், இந்த புதிய முயற்சியில் குழு மேற்கொண்ட பணியை கோடிட்டு, அதே இதழில் செய்திகள் மற்றும் பார்வைகள் பகுதியை வெளியிட்டுள்ளனர்.

பல்வேறு வகையான மின்னணு சாதனங்களின் உற்பத்தியில் அடி மூலக்கூறாகப் பயன்படுத்தப்படும் சிலிக்கானுக்கு மாற்றாக ஒரு புதிய பொருள் உருவாக்கப்பட வேண்டும் என்பது தெளிவாகியுள்ளது. அறுகோண போரான் நைட்ரைட் சாத்தியமான வாரிசுகளில் ஒன்றாக மாறியுள்ளது. இது வரை, பொறியாளர்கள் ஒரு உற்பத்தி சூழலில் பயன்படுத்த போதுமான சீரான மாதிரிகளை வளர்ப்பது கடினம். மேலும் பல அடுக்கு கட்டமைப்புகளை உருவாக்க பொருளைப் பயன்படுத்துவது இன்னும் சவாலானதாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த புதிய முயற்சியில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் இத்தகைய சிக்கல்களை சமாளிக்க ஒரு வழியை உருவாக்கியுள்ளனர், மேலும் அதன் மூலம் ஐந்து அடுக்கு கட்டமைப்புகளை பொருளைப் பயன்படுத்தி நிரூபித்துள்ளனர்.

அறுகோண போரான் நைட்ரைடு படலங்களை ஒற்றைப் படிகமாக வளர்ப்பதற்கான பாரம்பரிய வழிகளில் மாற்றங்களுடன் குழுவின் நுட்பம் தொடங்கியது. இரசாயன நீராவி படிவு செயல்பாட்டின் போது ஒரு படிக அடி மூலக்கூறைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் நிக்கல் மேற்பரப்பை வெளிப்படுத்துவதை அவர்களின் முறை உள்ளடக்கியது. வளரும் கட்டமைப்பை சரியான பயன்பாட்டிற்கு சரியான வெப்பநிலையுடன் கூடிய சூழலில் வைக்க வேண்டும் என்பதையும் அவர்கள் கண்டறிந்தனர். 1,120 முதல் 1,220 °C வரையிலான வெப்பநிலை சிறந்த முடிவுகளை வழங்குவதாக அவர்கள் கண்டறிந்தனர். அவை செல்களின் சிறிய திட்டுகளை வளர்ப்பதன் மூலம் தொடங்கி, இறுதியில் முழு மேற்பரப்பின் வளர்ச்சியையும் உள்ளடக்கியது. ஆராய்ச்சியாளர்கள் பின்னர் வளர்ச்சி விகிதத்தை மாற்றுவதன் மூலம் அவர்கள் கூடுதல் அடுக்குகளை வளர்க்கலாம், இது ஐந்து-அடுக்கு கட்டமைப்பின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்தது. சீரான தன்மையை உறுதிப்படுத்த ஒவ்வொரு அடுக்கின் தடிமனையும் கட்டுப்படுத்துவது சவாலானது என்பதை அவர்கள் ஒப்புக்கொள்கிறார்கள்.

பல அடுக்கு ஒற்றை-படிக அறுகோண போரான் நைட்ரைடு கட்டமைப்புகளை உருவாக்குவது சாத்தியம் என்பதை அவர்களின் பணி நிரூபிப்பதாக ஆராய்ச்சியாளர்கள் பரிந்துரைக்கின்றனர், இது குறைக்கடத்திகளில் அவற்றின் பயன்பாட்டின் சாத்தியத்தைத் திறக்கிறது.

References:

• Lu, S., Shen, P., Zhang, H., Liu, G., Guo, B., Cai, Y., & Kang, J. (2022). Towards n-type conductivity in hexagonal boron nitride. Nature Communications, 13(1), 1-10.
• Hossain Sarkar, M. M., Islam, M. S., Arafat, A., Islam, A. J., Ferdous, N., Rahman, M. T., & Park, J. (2022). Effects of the Substrate Structure on the CVD Growth of Two-Dimensional Hexagonal Boron Nitride. The Journal of Physical Chemistry C, 126(14), 6373-6384.
• Ji, Y., Calderon, B., Han, Y., Cueva, P., Jungwirth, N. R., Alsalman, H. A., & Spencer, M. G. (2017). Chemical vapor deposition growth of large single-crystal mono-, bi-, tri-layer hexagonal boron nitride and their interlayer stacking. ACS nano, 11(12), 12057-12066.
• Tang, S., Wang, H., Zhang, Y., Li, A., Xie, H., Liu, X., & Jiang, M. (2013). Precisely aligned graphene grown on hexagonal boron nitride by catalyst free chemical vapor deposition. Scientific reports, 3(1), 1-7.
• Chang, R. J., Wang, X., Wang, S., Sheng, Y., Porter, B., Bhaskaran, H., & Warner, J. H. (2017). Growth of large single-crystalline monolayer hexagonal boron nitride by oxide-assisted chemical vapor deposition. Chemistry of Materials, 29(15), 6252-6260.