تقویت سطوح ژرمانیوم با استفاده از فسفین

اخیرا پژوهشگران روشی برای تقویت سطح ژرمانیوم یافته‌اند که موجب افزایش هدایت الکتریکی آن می‌شود. در این روش محققان از فسفین در خلاء بالا استفاده کرده‌اند. نتایج این پژوهش با محاسبات نظری انطباق کامل دارد.

اخیرا پژوهشگران روشی برای تقویت سطح
ژرمانیوم یافته‌اند که موجب افزایش هدایت الکتریکی آن می‌شود. در این روش
محققان از فسفین در خلاء بالا استفاده کرده‌اند. نتایج این پژوهش با
محاسبات نظری انطباق کامل دارد.

تقویت کردن به فرآیندی اطلاق می‌شود که در آن اتم‌های ناخالصی به‌درون مواد
نیمه‌هادی تزریق می‌شود با این کار حاملین بار در مواد نیمه‌هادی ایجاد
می‌شوند. این کار از همان مراحل اولیه ساخت قطعات الکترونیک انجام می‌گردد.
در این میان تقویت کردن با ژرمانیوم غلیظ موجب افزایش شدید در هدایت
الکتریکی مواد نیمه‌هادی می‌شود به‌همین دلیل این موضوع در کانون توجه
محققان حوزه الکترونیک بوده است. این فرآیند یکی از اصلی‌ترین مراحل توسعه
لیزرهای قابل انطباق با سیلیکون و همچنین ادوات پردازش اطلاعات کوانتومی
است. محققان اخیرا نشان دادند که می‌توان از مولکول‌های تقویت کننده متراکم
در سطح ژرمانیم استفاده کرد با این کار مولکول‌های تقویت کننده سازماندهی
خود را تغییر داده و به شکل الگوهایی در سطح در خواهند آمد، در نتیجه
اتم‌های فسفر تقویت کننده به‌نحوی شکل می‌گیرند که به ازای هر اتم فسفر دو
اتم ژرمانیوم وجود داشته باشد.

جیوردانو اسکاپوچی، محقق دپارتمان فیزیک دانشگاه نیوسوث ولز می‌گوید وجود
این لایه متراکم با استفاده از محاسبات نظری تایید شده است. در این محاسبات
از انرژی‌های مرتبط با واکنش برای توضیح مراحل ابتدایی تقویت شدن سطح
استفاده شده است. اسکاپوچی می‌گوید بررسی‌ها در چنین مقیاس اتمی اهمیت
زیادی دارد، این بررسی‌ها اطلاعات لازم برای بهبود فرآیندهای تقویت کردن
قطعات الکترونیکی مبتنی بر ژرمانیوم را تامین می‌کند. نتایج این تحقیق در
شماره اگوست نشریه Physical Review Letters در قالب مقاله‌ای تحت عنوان
“n-Type Doping of Germanium from Phosphine: Early Stages Resolved at the
Atomic Level” به چاپ رسیده است.

 
 
در این مقاله نشان داده شده است که اگر
مولکول‌های فسفین روی سطح ژرمانیوم نشست داده شوند، این مولکول‌ها به‌صورت
طبیعی الگوهایی را بوجود می‌آورند که در این الگوها هر اتم فسفر در مقابل
دو اتم ژرمانیوم قرار گرفته است که در نهایت سطح را به‌صورت متراکم پوشش
می‌دهد. در این پروژه محققانی از دانشگاه سیدنی و دانشگاه دی روما تری
همکاری داشته‌اند. این تیم تحقیقات بین المللی با استفاده از میکروسکوپ
تونل‌زنی روبشی واکنش‌های شیمیایی را در سطح اتمی مطالعه کردند، نتایج کار
این گروه با محاسبات نظری انطباق کامل دارد. ترکیب مطالعات نظری و تجربی
روی مولکول‌های فسفین موجود در سطح ژرمانیوم، مرحل مهم و حساسی در فرآیند
تقویت لایه‌ اتمی محسوب می‌شود.

هدف این گروه تحقیقاتی درک فرآیند تقویت ژرمانیوم با استفاده از فسفین است.
نتایج این تحقیق نشان داد که اگر در خلاء‌های بسیار بالا فرآیند تقویت با
فسفین انجام شود غلظت الکترونی سطح ژرمانیوم افزایش شدیدی پیدا می‌کند.