វិធីថ្មីមួយដើម្បីមើលដំណើរការខាងក្នុងនៃមេដែកតូចៗ

ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវមកពី NTNU កំពុងបញ្ចេញពន្លឺលើសម្ភារៈម៉ាញេទិកក្នុងទ្រង់ទ្រាយតូចៗ ដោយបង្កើតខ្សែភាពយន្តដោយមានជំនួយពីកាំរស្មីអ៊ិចដ៏ភ្លឺខ្លាំងមួយចំនួន។

លោក Erik Folven សហនាយកក្រុមអេឡិចត្រូនិចអុកស៊ីដនៅនាយកដ្ឋានប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចរបស់ NTNU និងសហការីមកពី NTNU និងសាកលវិទ្យាល័យ Ghent ក្នុងប្រទេសបែលហ្ស៊ិក បានចាប់ផ្តើមដើម្បីមើលពីរបៀបដែលមីក្រូម៉ាញ៉េទិចស្តើងផ្លាស់ប្តូរនៅពេលដែលត្រូវបានរំខានដោយដែនម៉ាញ៉េទិចខាងក្រៅ។ ការងារនេះ ដែលផ្តល់មូលនិធិដោយផ្នែកដោយ NTNU Nano និងក្រុមប្រឹក្សាស្រាវជ្រាវនៃប្រទេសន័រវេស ត្រូវបានបោះពុម្ពផ្សាយនៅក្នុងទិនានុប្បវត្តិ Physical Review Research។

មេដែកតូចៗ

Einar Standal Digernes បានបង្កើតមេដែកការ៉េតូចៗដែលប្រើក្នុងការពិសោធន៍។

មេដែកការ៉េតូចៗ ដែលបង្កើតឡើងដោយបេក្ខជនបណ្ឌិត NTNU លោក Einar Standal Digernes មានទទឹងត្រឹមតែពីរមីក្រូម៉ែត្រប៉ុណ្ណោះ ហើយត្រូវបានបែងចែកជាបួនដែនត្រីកោណ ដែលដែននីមួយៗមានទិសដៅម៉ាញេទិកខុសៗគ្នា ចង្អុលតាមទ្រនិចនាឡិកា ឬច្រាសទ្រនិចនាឡិកាជុំវិញមេដែក។

នៅក្នុងសម្ភារៈម៉ាញេទិកមួយចំនួន ក្រុមអាតូមតូចៗបញ្ចូលគ្នាទៅជាតំបន់ដែលហៅថាដូមេន ដែលអេឡិចត្រុងទាំងអស់មានទិសដៅម៉ាញេទិកដូចគ្នា។

នៅក្នុងមេដែក NTNU ដែនទាំងនេះជួបគ្នានៅចំណុចកណ្តាល - ស្នូលវល្លិ៍ - ជាកន្លែងដែលម៉ូម៉ង់ម៉ាញេទិកចង្អុលដោយផ្ទាល់ទៅក្នុង ឬចេញពីប្លង់នៃសម្ភារៈ។

លោក Folven មានប្រសាសន៍ថា «នៅពេលដែលយើងអនុវត្តដែនម៉ាញេទិក ដែនទាំងនេះកាន់តែច្រើនឡើងៗនឹងចង្អុលទៅទិសដៅតែមួយ។ ពួកវាអាចលូតលាស់ ហើយពួកវាអាចរួញតូច ហើយបន្ទាប់មកពួកវាអាចបញ្ចូលគ្នាទៅវិញទៅមកបាន»។

អេឡិចត្រុងស្ទើរតែមានល្បឿនពន្លឺ

ការមើលឃើញរឿងនេះកើតឡើងមិនមែនជារឿងងាយស្រួលនោះទេ។ អ្នកស្រាវជ្រាវបានយកមីក្រូម៉ាញ៉េទិចរបស់ពួកគេទៅកាន់ស៊ីនក្រូត្រុងរាងដូណាត់ទទឹង 80 ម៉ែត្រ ដែលគេស្គាល់ថា BESSY II នៅទីក្រុងប៊ែរឡាំង ជាកន្លែងដែលអេឡិចត្រុងត្រូវបានបង្កើនល្បឿនរហូតដល់ពួកវាធ្វើដំណើរក្នុងល្បឿនស្ទើរតែដូចល្បឿនពន្លឺ។ អេឡិចត្រុងដែលធ្វើចលនាលឿនទាំងនោះបន្ទាប់មកបញ្ចេញកាំរស្មីអ៊ិចភ្លឺខ្លាំង។

លោក Folven មានប្រសាសន៍ថា «យើងថតកាំរស្មីអ៊ិចទាំងនេះ ហើយប្រើវាជាពន្លឺនៅក្នុងមីក្រូទស្សន៍របស់យើង»។

ដោយសារតែអេឡិចត្រុងធ្វើដំណើរជុំវិញស៊ីនក្រូត្រុងជាចង្កោមៗដែលបំបែកដោយពីរណាណូវិនាទី កាំរស្មីអ៊ិចដែលពួកវាបញ្ចេញមកជាជីពចរជាក់លាក់។

មីក្រូទស្សន៍កាំរស្មីអ៊ិចបញ្ជូនស្កេន ឬ STXM យកកាំរស្មីអ៊ិចទាំងនោះដើម្បីបង្កើតរូបភាពសង្ខេបនៃរចនាសម្ព័ន្ធម៉ាញេទិករបស់វត្ថុធាតុ។ តាមរយៈការភ្ជាប់រូបភាពសង្ខេបទាំងនេះជាមួយគ្នា អ្នកស្រាវជ្រាវអាចបង្កើតខ្សែភាពយន្តមួយដែលបង្ហាញពីរបៀបដែលមីក្រូម៉ាញេទិកផ្លាស់ប្តូរតាមពេលវេលា។

ដោយមានជំនួយពី STXM លោក Folven និងសហការីរបស់គាត់បានរំខានដល់មីក្រូម៉ាញ៉េទិចរបស់ពួកគេជាមួយនឹងជីពចរនៃចរន្តដែលបង្កើតដែនម៉ាញ៉េទិច ហើយបានឃើញដែនទាំងនោះផ្លាស់ប្តូររូបរាង ហើយស្នូលវល្លិ៍ផ្លាស់ទីពីចំណុចកណ្តាល។

គាត់និយាយថា «អ្នកមានមេដែកតូចមួយ ហើយបន្ទាប់មកអ្នកចាក់វា ហើយព្យាយាមស្រមៃមើលវានៅពេលដែលវាតាំងលំនៅម្តងទៀត»។ ក្រោយមក ពួកគេបានឃើញស្នូលត្រឡប់ទៅកណ្តាលវិញ — ប៉ុន្តែតាមបណ្តោយផ្លូវកោង មិនមែនជាបន្ទាត់ត្រង់ទេ។

លោក Folven និយាយថា «វានឹងរាំត្រឡប់ទៅចំណុចកណ្តាលវិញ»។

មួយភ្លែតហើយចប់ហើយ

នោះក៏ព្រោះតែពួកគេសិក្សាពីសម្ភារៈ epitaxial ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើកំពូលនៃស្រទាប់ខាងក្រោមដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកស្រាវជ្រាវកែសម្រួលលក្ខណៈសម្បត្តិនៃសម្ភារៈ ប៉ុន្តែនឹងរារាំងកាំរស្មីអ៊ិចនៅក្នុង STXM។

ដោយធ្វើការនៅក្នុង NTNU NanoLab ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវបានដោះស្រាយបញ្ហាស្រទាប់ខាងក្រោមដោយកប់មីក្រូម៉ាញ៉េទិចរបស់ពួកគេនៅក្រោមស្រទាប់កាបូនដើម្បីការពារលក្ខណៈសម្បត្តិម៉ាញ៉េទិចរបស់វា។

បន្ទាប់មក ពួកគេបានកាត់ស្រទាប់ខាងក្រោមចេញដោយប្រុងប្រយ័ត្ន និងយ៉ាងច្បាស់លាស់ ដោយប្រើធ្នឹមអ៊ីយ៉ុងហ្គាលីញ៉ូមដែលផ្តោតអារម្មណ៍ រហូតដល់ស្រទាប់ស្តើងមួយនៅសល់។ ដំណើរការដ៏លំបាកនេះអាចចំណាយពេលប្រាំបីម៉ោងក្នុងមួយគំរូ ហើយការរអិលមួយអាចបង្កជាគ្រោះមហន្តរាយ។

គាត់និយាយថា «រឿងសំខាន់គឺថា ប្រសិនបើអ្នកបំផ្លាញដែនម៉ាញេទិក យើងនឹងមិនដឹងរឿងនោះទេ មុនពេលយើងអង្គុយនៅទីក្រុងប៊ែរឡាំង»។ «ជាការពិតណាស់ ល្បិចគឺត្រូវយកគំរូច្រើនជាងមួយ»។

ពីរូបវិទ្យាមូលដ្ឋានរហូតដល់ឧបករណ៍នាពេលអនាគត

ជាសំណាងល្អ វាដំណើរការ ហើយក្រុមការងារបានប្រើគំរូដែលបានរៀបចំយ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្នរបស់ពួកគេ ដើម្បីគូសបញ្ជាក់ពីរបៀបដែលដែនរបស់មីក្រូម៉ាញ៉េទិចលូតលាស់ និងរួញតូចតាមពេលវេលា។ ពួកគេក៏បានបង្កើតការក្លែងធ្វើកុំព្យូទ័រ ដើម្បីយល់កាន់តែច្បាស់អំពីកម្លាំងអ្វីខ្លះដែលកំពុងដំណើរការ។

ក្រៅពីការជំរុញចំណេះដឹងរបស់យើងអំពីរូបវិទ្យាជាមូលដ្ឋាន ការយល់ដឹងពីរបៀបដែលមេដែកដំណើរការនៅមាត្រដ្ឋានប្រវែង និងពេលវេលាទាំងនេះអាចមានប្រយោជន៍ក្នុងការបង្កើតឧបករណ៍នាពេលអនាគត។

មេដែក​ត្រូវ​បាន​គេ​ប្រើ​រួច​ហើយ​សម្រាប់​ការ​ផ្ទុក​ទិន្នន័យ ប៉ុន្តែ​ក្រុម​អ្នក​ស្រាវជ្រាវ​កំពុង​ស្វែងរក​មធ្យោបាយ​ដើម្បី​ទាញ​យក​ប្រយោជន៍​ពី​វា​បន្ថែម​ទៀត។ ឧទាហរណ៍ ទិសដៅ​ម៉ាញេទិក​នៃ​ស្នូល​វល្លិ៍ និង​ដែន​នៃ​មីក្រូ​មេដែក ប្រហែលជា​អាច​ត្រូវ​បាន​ប្រើ​ដើម្បី​អ៊ិនកូដ​ព័ត៌មាន​ក្នុង​ទម្រង់​ជា ០ និង ១។

ឥឡូវនេះ ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវកំពុងមានគោលបំណងធ្វើការនេះម្តងទៀតជាមួយនឹងសម្ភារៈប្រឆាំងម៉ាញ៉េទិច ដែលឥទ្ធិពលសុទ្ធនៃម៉ូម៉ង់ម៉ាញ៉េទិចនីមួយៗត្រូវបានលុបចោល។ ទាំងនេះគឺជារឿងដ៏ជោគជ័យមួយទាក់ទងនឹងការគណនា — តាមទ្រឹស្តី សម្ភារៈប្រឆាំងម៉ាញ៉េទិចអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតឧបករណ៍ដែលត្រូវការថាមពលតិចតួច និងនៅតែមានស្ថេរភាពសូម្បីតែពេលដែលថាមពលត្រូវបានបាត់បង់ក៏ដោយ — ប៉ុន្តែពិបាកស៊ើបអង្កេតជាង ពីព្រោះសញ្ញាដែលពួកគេផលិតនឹងខ្សោយជាង។

បើទោះបីជាមានបញ្ហាប្រឈមនោះក៏ដោយ លោក Folven មានសុទិដ្ឋិនិយម។ លោកនិយាយថា "យើងបានគ្របដណ្តប់លើចំណុចដំបូងដោយបង្ហាញថាយើងអាចធ្វើសំណាក និងពិនិត្យមើលវាដោយប្រើកាំរស្មីអ៊ិច"។ "ជំហានបន្ទាប់គឺត្រូវមើលថាតើយើងអាចធ្វើសំណាកដែលមានគុណភាពខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់ដើម្បីទទួលបានសញ្ញាគ្រប់គ្រាន់ពីសម្ភារៈប្រឆាំងនឹងម៉ាញ៉េទិចដែរឬទេ"។