Bu məqalə Science X-in redaksiya prosesinə və siyasətlərinə uyğun olaraq nəzərdən keçirilmişdir. Redaktorlar məzmunun etibarlılığını təmin edərkən aşağıdakı atributları vurğuladılar: Honq-Konq Universitetinin (HKU) Mühəndislik Fakültəsinin Maşınqayırma Departamentindən Yang Lu-nun rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu silikon və almaz kimi kovalent yarımkeçiricilərdə ultra böyük elastikliyin mikroskopik fiziki təbiətini aşkara çıxarıb. Kəşf dərin elastik deformasiya mühəndisliyi (DESE) üçün kəmiyyət təlimatı təqdim edərək, növbəti nəsil elektron, optoelektronik və kvant cihazlarının inkişafına yol açır.
DESE potensialına baxmayaraq, bu kovalent kristalların əsas deformasiya mexanizmləri uzun müddətdir ki, çətin olaraq qalır. Tədqiqat qrupu atom miqyasında gərginlik altında monokristallı silisium və almazın təmiz qəfəs təkamülünü birbaşa müşahidə edən ilk komanda oldu. Tədqiqatçılar yaranan qəfəs gərginliklərinin dəqiq miqdarını təyin etməklə, makroskopik mexaniki gərginliyi mikroskopik qəfəs gərginliyi ilə birləşdirərək qabaqcıl yarımkeçirici cihazların dizaynı üçün fiziki zəmin yaradıblar.
Tədqiqat qrupuna həmçinin PhD tələbəsi Jiayi Li və doktoranturadan sonrakı həmkarı Dr. Toplu kovalent kristallar geniş şəkildə "bərk və kövrək" materiallar hesab olunur, tez-tez mexaniki yükləmə zamanı kövrək sınıqlara məruz qalır. Son illərdə Lu ilk dəfə silisium və almaz kimi kovalent yarımkeçirici materialların mikro və nanomiqyasda nəzəri hədlərinə yaxınlaşan ultra böyük elastik gərginliklərə nail ola biləcəyini nümayiş etdirdi.
Sonradan, komanda daha sonra sübut etdi ki, bu həddindən artıq elastik deformasiya yeni fiziki xüsusiyyətlər yarada bilər, bant boşluğu və optika kimi fiziki xüsusiyyətlərin dinamik, davamlı və geri çevrilə bilən modulyasiyasına imkan verir. Bununla belə, əsas deformasiya mexanizmləri hələ də anlaşılmaz olaraq qalır: Bu çox böyük geri çevrilən deformasiya saf atom şəbəkəsinin yerdəyişmələrindən və ya atomların yenidən təşkilindən (nöqsanlar, faza dəyişiklikləri və ya super elastiklik kimi) yaranır? Dərin elastik gərginliyin birbaşa, qəfəslə həll edilmiş ölçüləri az qalır.
Onun fiziki mahiyyətini üzə çıxarmaq üçün tədqiqat qrupu bu tədqiqat üçün qabaqcıl in situ yüksək ayırdetməli ötürücü elektron mikroskopiya (in situ HRTEM) və in situ dördölçülü skan edən ötürücü elektron mikroskopiya (in situ 4D-STEM) üsullarını işləyib hazırlayıb. Otaq temperaturunda onlar [100] və [110] istiqamətləri boyunca mikrofabrikləşdirilmiş tək kristal silisium və tək kristal almaz mikrokörpülərində biroxlu dartılma sınağı apardılar. Onlar real vaxt rejimində dərin gərginlikli atom koordinatlarının paylanmasını izlədilər və qəfəslə həll edilmiş gərginlik xəritələrini çıxardılar.
Onlar həmçinin nanoölçülü məkan ayırdetmə qabiliyyəti və hər iki yarımkeçirici kristal üçün geniş baxış sahəsi ilə bütün nümunə üzrə yüksək dəqiqlikli elastik qəfəs ştammlarının xəritəsini çəkdilər. Tədqiqat, silisium və almazdakı ultra böyük dartılma deformasiyalarının tamamilə geri dönən atom şəbəkəsinin yerdəyişmələrindən qaynaqlandığını tapdı. Təcrübələr təsdiqlədi ki, hər hansı uzadılmış qüsurlar və ya faza dəyişiklikləri olmadan almaz və silisiumun kristal qəfəsləri müvafiq olaraq 8,9% və 11,3% -ə qədər nümunə boyu vahid elastik uzanma əldə edə bilər.
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
