1
ستاد ویژه توسعه فناوری نانو Iran Nanotechnology Initiative Council بستن
  • ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

  • بانک اطلاعات شاخص های فناوری نانو

  • سایت جشنواره فناوری نانو

  • سیستم جامع آموزش فناوری نانو

  • شبکه آزمایشگاهی فناوری نانو

  • موسسه خدمات فناوری تا بازار

  • کمیته استانداردسازی فناوری نانو

  • پایگاه اشتغال فناوری نانو

  • کمیته نانو فناوری وزارت بهداشت

  • جشنواره برترین ها

  • مجمع بین المللی اقتصاد نانو

  • اکو نانو

  • پایگاه اطلاع رسانی محصولات فناوری نانو ایران

  • شبکه ایمنی نانو

  • همایش ایمنی در نانو

  • گالری چند رسانه ای نانو

  • تجهیزات فناوری نانو

  • صنعت و بازار

  • باشگاه نانو

ترانزیستورهای نانولوله‌ای در راه فضا

کلمات کلیدی : ترانزیستور - آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی آمریکا - دانشگاه میشیگان تاریخ خبر : 1391/11/28 تعداد بازدید : 1884

پژوهشگرانی از آزمایشگاه تحقیقات دریایی آمریکا اثبات کرده‌اند که ‏ترانزیستورهای نانولوله کربنی تک‌جداره می‌توانند جهت استفاده در محیط یونیزه‌کننده و ناملایم ‏فضا ایده‌آل باشند.

ترانزیستورهای نانولوله کربنی تک‌جداره که شامل یک لایه دی‌الکتریکی درگاه از ‏جنس اکسی‌نیترید سیلیکون هستند، می‌توانند جهت استفاده در محیط یونیزه‌کننده و ناملایم ‏فضا ایده‌آل باشند. پژوهشگرانی از آزمایشگاه تحقیقات دریایی آمریکا اثبات کرده‌اند که ‏این افزاره‌ها در برابر تابش گاما به بزرگی ‏Mrad‏ 2 مقاوم هستند. ‏

ترانزیستورهای لایه نازک نانولوله کربنی تک‌دیواره معمولی مانند ترانزیستورهای اثر ‏میدانی سیلیکونی به تابش یونیزه‌کننده حساس هستند. این اثر از گیراندازی حفره در لایه ‏دی‌الکتریک درگاه اکسید سیلیکون نشات می‌گیرد. برای فائق آمدن به این مسئله، کوری ‏کریس و همکارانش ترانزیستورهای لایه نازک نانولوله کربنی تک‌دیواره‌ی مقاوم در برابر ‏تابشی  ساخته‌اند که شامل لایه دی‌الکتریک درگاه اکسی‌نیترید سیلیکون (‏SiON‏) بوده و ‏حساسیت کمتری به تابش دارد.
 ‏
به نظر می‌آید لایه ‏SiON، به خاطر گیراندازی پایین و اینکه تمایل به گیراندازی حفره و ‏الکترون دارد، حساسیت کمتری به تابش داشته باشد. این امر باعث خنثی بودن بار القاء شده ‏تابشی می‌شود و از اینرو اثر کمی بر روی خواص انتقالی این ترانزیستورهای نانولوله‌ای دارد. ‏

filereader.php?p1=main_b5e7d988cfdb78bc3
شمایی از ساختار این ترانزیستور نانولوله‌ای مقاوم در برابر ‏تابش که دارای یک ناحیه درگاه-پشتی موضعی پرشده با ‏یک لایه دی‌الکتریک درگاهی از جنس ‏اکسی‌نیترید سیلیکون (زرد) است. خطوط پشتی نشانگر ‏نانولوله‌های تک‌جداره بوده و به‌صورت خطوط سفید در ‏تصویر تفکیک شده میکروسکوپ الکترونی پیمایشگر ظاهر ‏شده‌اند. ‏


این پژوهشگران اولین کسانی هستند که نشان دادند چنین ترانزیستورهای نانولوله‌ ‏تک‌جداره‌ای به تابش گامای کبالت 60 تا میزان ‏Mrad‏ 2 مقاوم هستند.
 ‏
میدان مغناطیسی زمین ذرات باردار پرانرژی را در دو کمربند تابشی چنبره‌ای، بنام ‏کمربندهای وال آلن، به دام می‌اندازد. یک فضاپیما در حین چرخش به دور زمین مکررا از ‏این کمربندها عبور می‌کند و در معرض مقادیر بالایی از تابش یونیزه‌کننده ناشی از پروتون‌ها ‏و الکترون‌های پرانرژی قرار می‌گیرد. کریس توضیح می‌دهد که پژوهشگران می‌توانند مشابه ‏این تابش را با استفاده از پرتوهای گامای کبالت 60 در یک آزمایشگاه تولید کنند. ‏

کریس گفت: «نانولوله‌های تک‌جداره مثل نیمه‌رساناها تأثیر دائمی از تابش گاما ‏نمی‌گیرند زیرا پرتوهای گاما با الکترون‌های ماده برهمکنش می‌کنند و باعث تحریک سریع ‏بار و واهلش سریع آن می‌شوند و به‌همین دلیل نانولوله‌های تک‌جداره بدون آسیب می‌ماند، ‏با اینحال، پرتوهای گاما می‌توانند با تحریک الکترون با انرژی‌‌ای که از آستانه جابجایی بیشتر ‏است (در بازه ‏keV‏ 120-90 برای نانولوله‌های تک‌جداره) به‌طور غیرمستقیم شبکه بلوری ‏چنین نانولوله‌هایی را مختل کنند، این عمل متعاقبا باعث جابجایی یک اتم کربن از شبکه ‏می‌شود.» او افزود احتمال اینکه چنین رخدادهایی در مواد مذکور در تابش ‏Mrad‏ 2 اتفاق ‏بیافتند خیلی ضعیف است. ‏

برای اکثر افزاره‌های الکترونیکی حامل- اکثریت، هنگامی که لایه‌های دی‌الکتریک و ‏ایزوله درگاه در معرض تابش قرار گیرند، بارها را گیراندازی می‌کنند و باعث می‌شوند که ‏کارآیی افزاره پایین آید. کریس گفت: «افزاره‌های ما به خاطر لایه دی‌الکتریک درگاهی ‏سخت شده‌ای که ساخته‌ایم از تابش متاثر نمی‌شوند.» ‏

این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی ‏IEEE Trans. Nucl. Sci., ‎MRS Commun. and Electronics‏ منتشر کرده‌اند.‏