الٹرا شارٹ لیزر دالوں کے ساتھ اسکیننگ الیکٹران مائیکروسکوپی کو ملا کر، امریکہ میں محققین نے دکھایا ہے کہ کیوبک بوران آرسنائیڈ میں ایک اہم خاصیت ہے جسے بہتر شمسی خلیات اور فوٹو ڈیٹیکٹر بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اسامہ چوہدری اور یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، سانتا باربرا، اور ہیوسٹن یونیورسٹی کے ساتھیوں نے اسکیننگ الٹرا فاسٹ الیکٹران مائیکروسکوپی (SUEM) کا استعمال اس بات کی تصدیق کرنے کے لیے کیا کہ سیمی کنڈکٹر مواد میں موجود "گرم" الیکٹران کی زندگی طویل ہوتی ہے - ایسی چیز جو ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج میں مفید ہو سکتی ہے۔ الیکٹرانکس میں.
بعض اوقات اسے "ونڈر میٹریل" کے نام سے پکارا جاتا ہے، کیوبک بوران آرسنائیڈ ایک سیمی کنڈکٹر مواد ہے جس میں کئی امید افزا خصوصیات ہیں جو اس کے وسیع پیمانے پر تجارتی استعمال کا باعث بن سکتی ہیں۔ یہ سلیکون کے مقابلے میں گرمی کا بہت بہتر کنڈکٹر ہے، اس لیے اس کا استعمال انٹیگریٹڈ سرکٹس بنانے کے لیے کیا جا سکتا ہے جو زیادہ کثافت پر اکٹھے پیک ہوتے ہیں اور زیادہ تعدد پر چلتے ہیں۔ مواد میں ایک الیکٹران کی نقل و حرکت ہے جو سلیکون کے برابر ہے، لیکن اس میں سلیکون سے کہیں زیادہ سوراخ کی نقل و حرکت ہے - ایک ایسی خاصیت جو الیکٹرانک آلات کو ڈیزائن کرنے میں کارآمد ہوگی۔
اب، چودھری اور ساتھیوں نے دکھایا ہے کہ کیوبک بوران آرسنائیڈ میں ایک اور مفید خاصیت ہے: طویل عرصے تک رہنے والے "گرم" الیکٹران۔ جب روشنی سیمی کنڈکٹر پر پڑتی ہے تو یہ توانائیوں کی ایک رینج کے ساتھ الیکٹرانوں کی حوصلہ افزائی کا سبب بن سکتی ہے۔ کم توانائی والے الیکٹران کافی دیر تک برقرار رہ سکتے ہیں تاکہ انہیں ایک برقی رو پیدا کرنے کے لیے جمع کیا جا سکے - جو شمسی خلیوں اور روشنی کا پتہ لگانے والوں کی بنیاد ہے۔ تاہم، زیادہ تر سیمی کنڈکٹرز میں اعلی توانائی والے گرم الیکٹران کی زندگی بہت مختصر ہوتی ہے اور اس لیے وہ جمع ہونے سے پہلے ہی ضائع ہو جاتے ہیں۔
طویل عرصے تک زندہ رہنے والے گرم الیکٹران
2017 میں کیے گئے حسابات سے پتہ چلتا ہے کہ گرم الیکٹران کیوبک بوران آرسنائیڈ میں نسبتاً طویل زندگی گزارتے ہیں۔ تاہم، کیوبک بوران آرسنائیڈ کرسٹل بنانے اور اس کا مطالعہ کرنے کی حدود نے اس پیشین گوئی کی تصدیق کرنا مشکل بنا دیا تھا۔
محققین کا کہنا ہے کہ چیمپئن سیمی کنڈکٹر سلکان کی جگہ لے سکتا ہے۔
اپنے مطالعے میں چوہدری کی ٹیم نے SUEM کا استعمال کیا، جو الٹرا شارٹ لیزر دالوں کے عارضی ریزولوشن کو سکیننگ الیکٹران مائکروسکوپی کے مقامی ریزولوشن کے ساتھ جوڑتا ہے۔ اس تکنیک میں لیزر پلس کو دو حصوں میں تقسیم کرنا شامل ہے۔ نبض کا پہلا حصہ کیوبک بوران آرسنائیڈ کے اعلیٰ معیار کے نمونے میں گرم الیکٹرانوں کو اکسانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے جسے ہیوسٹن کی ٹیم نے بنایا تھا۔ احتیاط سے کنٹرول شدہ تاخیر کے بعد، نبض کا دوسرا حصہ فوٹوکاتھوڈ پر مرکوز ہوتا ہے۔ یہ ایک الیکٹران پلس پیدا کرتا ہے جو صرف چند پکوسیکنڈز لمبا ہوتا ہے۔ اس نبض کو ایک الیکٹران خوردبین کے ذریعے کیوبک بوران آرسنائیڈ میں الیکٹران کی خصوصیت کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
تاخیر کو تبدیل کرکے، ٹیم نمونے میں تیز رفتار الیکٹرانوں کی زندگی کی پیمائش کر سکتی ہے، یہ ظاہر کرتی ہے کہ وہ 200 پی ایس سے زیادہ برقرار رہتے ہیں، جو شمسی خلیوں میں استعمال ہونے والے زیادہ تر سیمی کنڈکٹرز میں گرم چارج کیریئرز سے کہیں زیادہ لمبا ہے۔ محققین کا کہنا ہے کہ طویل زندگی سے پتہ چلتا ہے کہ کیوبک بوران آرسنائیڈ کو بہتر شمسی خلیات بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، لیکن من گھڑت تکنیک کو بہتر بنانے کے لیے مزید کام کرنے کی ضرورت ہے۔
تحقیق میں بیان کیا گیا ہے۔ معاملہ.
