'আশ্চর্য' অর্ধপরিবাহীতে দীর্ঘস্থায়ী গরম ইলেকট্রন দেখা যায়

আল্ট্রাশর্ট লেজার ডালের সাথে স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি একত্রিত করে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের গবেষকরা দেখিয়েছেন যে কিউবিক বোরন আর্সেনাইডের একটি গুরুত্বপূর্ণ সম্পত্তি রয়েছে যা আরও ভাল সৌর কোষ এবং ফটোডিটেক্টর তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। উসামা চৌধুরী এবং ইউনিভার্সিটি অফ ক্যালিফোর্নিয়া, সান্তা বারবারা এবং হিউস্টন বিশ্ববিদ্যালয়ের সহকর্মীরা স্ক্যানিং আল্ট্রাফাস্ট ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SUEM) ব্যবহার করে নিশ্চিত করেছেন যে সেমিকন্ডাক্টর উপাদানে "গরম" ইলেক্ট্রনগুলির দীর্ঘ জীবনকাল রয়েছে - এমন কিছু যা বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে কার্যকর হতে পারে ইলেকট্রনিক্সে

কখনও কখনও একটি "আশ্চর্য উপাদান" হিসাবে ডাব করা হয়, ঘন বোরন আর্সেনাইড হল একটি অর্ধপরিবাহী উপাদান যার বেশ কয়েকটি প্রতিশ্রুতিশীল বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা এর ব্যাপক বাণিজ্যিক ব্যবহারের দিকে পরিচালিত করতে পারে। এটি সিলিকনের তুলনায় তাপের একটি অনেক ভালো পরিবাহী, তাই এটি সমন্বিত সার্কিট তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যা উচ্চ ঘনত্বে একসাথে প্যাক করা হয় এবং উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে চলে। উপাদানটির একটি ইলেক্ট্রন গতিশীলতা রয়েছে যা সিলিকনের সমতুল্য, তবে এটি সিলিকনের তুলনায় অনেক বেশি গর্ত গতিশীলতা রয়েছে - এমন একটি সম্পত্তি যা ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলি ডিজাইন করতে কার্যকর হবে।

এখন, চৌধুরী এবং সহকর্মীরা দেখিয়েছেন যে কিউবিক বোরন আর্সেনাইডের আরেকটি দরকারী সম্পত্তি রয়েছে: দীর্ঘস্থায়ী "গরম" ইলেকট্রন। যখন আলো একটি অর্ধপরিবাহীতে পড়ে তখন এটি বিভিন্ন শক্তির সাথে ইলেকট্রনগুলির উত্তেজনা সৃষ্টি করতে পারে। নিম্ন শক্তির ইলেকট্রনগুলি যথেষ্ট দীর্ঘ সময় ধরে চলতে পারে যাতে তারা একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ তৈরি করতে সংগ্রহ করা যেতে পারে - যা সৌর কোষ এবং আলো আবিষ্কারকগুলির ভিত্তি। যাইহোক, বেশিরভাগ অর্ধপরিবাহীতে উচ্চ-শক্তির গরম ইলেকট্রনগুলির জীবনকাল খুব কম থাকে এবং তাই সংগ্রহ করার আগেই হারিয়ে যায়।

দীর্ঘজীবী হট ইলেকট্রন

2017 সালে করা গণনাগুলি প্রস্তাব করেছে যে ঘন বোরন আর্সেনাইডে গরম ইলেকট্রনগুলির জীবনকাল অপেক্ষাকৃত দীর্ঘ। যাইহোক, ঘন বোরন আর্সেনাইড স্ফটিক তৈরি এবং অধ্যয়নের সীমাবদ্ধতাগুলি এই ভবিষ্যদ্বাণীটি নিশ্চিত করা কঠিন করে তুলেছিল।

তাদের গবেষণায় চৌধুরীর দল SUEM ব্যবহার করেছে, যা ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি স্ক্যান করার স্থানিক রেজোলিউশনের সাথে আল্ট্রাশর্ট লেজার পালসের অস্থায়ী রেজোলিউশনকে একত্রিত করে। কৌশলটি লেজার পালসকে দুটি অংশে বিভক্ত করে। নাড়ির প্রথম অংশটি হিউস্টন দল দ্বারা তৈরি কিউবিক বোরন আর্সেনাইডের একটি উচ্চ-মানের নমুনায় গরম ইলেকট্রনকে উত্তেজিত করতে ব্যবহৃত হয়। একটি সাবধানে নিয়ন্ত্রিত বিলম্বের পরে, নাড়ির দ্বিতীয় অংশটি একটি ফটোক্যাথোডে ফোকাস করা হয়। এটি একটি ইলেক্ট্রন পালস তৈরি করে যা মাত্র কয়েক পিকোসেকেন্ড দীর্ঘ। এই নাড়িটি একটি ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ দ্বারা ঘন বোরন আর্সেনাইডের ইলেকট্রনগুলিকে চিহ্নিত করতে ব্যবহৃত হয়।

বিলম্ব পরিবর্তন করে, দলটি নমুনায় দ্রুত ইলেকট্রনগুলির জীবনকাল পরিমাপ করতে পারে, প্রকাশ করে যে তারা 200 পিএসেরও বেশি সময় ধরে থাকে, যা সৌর কোষে ব্যবহৃত বেশিরভাগ সেমিকন্ডাক্টরের গরম চার্জ বাহকের চেয়ে অনেক বেশি। গবেষকরা বলছেন যে দীর্ঘ জীবনকাল পরামর্শ দেয় কিউবিক বোরন আর্সেনাইড আরও ভাল সৌর কোষ তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, তবে বানোয়াট কৌশলগুলি উন্নত করতে আরও অনেক কাজ করা দরকার।

গবেষণায় বর্ণনা করা হয়েছে ব্যাপার.