ការបង្ហាញរចនាសម្ព័ន្ធនៃរបារឡាស៊ែរ៖ “ម៉ាស៊ីនអារេខ្នាតតូច” នៅពីក្រោយឡាស៊ែរថាមពលខ្ពស់

នៅក្នុងវិស័យឡាស៊ែរថាមពលខ្ពស់ របារឡាស៊ែរគឺជាសមាសធាតុស្នូលដែលមិនអាចខ្វះបាន។ ពួកវាមិនត្រឹមតែបម្រើជាឯកតាមូលដ្ឋាននៃទិន្នផលថាមពលប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏បង្ហាញពីភាពជាក់លាក់ និងការរួមបញ្ចូលនៃវិស្វកម្មអុបតូអេឡិចត្រូនិចទំនើបផងដែរ។—ធ្វើឲ្យពួកគេទទួលបានរហស្សនាមថា “ម៉ាស៊ីន” នៃប្រព័ន្ធឡាស៊ែរ។ ប៉ុន្តែតើរចនាសម្ព័ន្ធរបស់របារឡាស៊ែរជាអ្វី ហើយតើវាផ្តល់ទិន្នផលរាប់សិប ឬរាប់រយវ៉ាត់ពីទំហំត្រឹមតែប៉ុន្មានមីលីម៉ែត្រយ៉ាងដូចម្តេច? អត្ថបទនេះស្វែងយល់ពីអាថ៌កំបាំងស្ថាបត្យកម្មខាងក្នុង និងវិស្វកម្មនៅពីក្រោយរបារឡាស៊ែរ។

១. តើ​របារ​ឡាស៊ែរ​ជា​អ្វី?

របារឡាស៊ែរគឺជាឧបករណ៍បញ្ចេញថាមពលខ្ពស់ដែលផ្សំឡើងពីបន្ទះឈីបឌីយ៉ូដឡាស៊ែរច្រើនដែលរៀបចំទៅចំហៀងលើស្រទាប់តែមួយ។ ខណៈពេលដែលគោលការណ៍ធ្វើការរបស់វាគឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងឡាស៊ែរស៊ីមីកុងដុកទ័រតែមួយ របារឡាស៊ែរប្រើប្លង់ពហុបញ្ចេញដើម្បីសម្រេចបានថាមពលអុបទិកខ្ពស់ជាងមុន និងទម្រង់តូចជាងមុន។

របារឡាស៊ែរត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅទូទាំងវិស័យឧស្សាហកម្ម វេជ្ជសាស្ត្រ វិទ្យាសាស្ត្រ និងការពារជាតិ ទាំងជាប្រភពឡាស៊ែរដោយផ្ទាល់ ឬជាប្រភពស្នប់សម្រាប់ឡាស៊ែរជាតិសរសៃ និងឡាស៊ែរសភាពរឹង។

2. សមាសធាតុរចនាសម្ព័ន្ធនៃរបារឡាស៊ែរ

រចនាសម្ព័ន្ធខាងក្នុងនៃរបារឡាស៊ែរកំណត់ដោយផ្ទាល់នូវដំណើរការរបស់វា។ វាភាគច្រើនមានសមាសធាតុស្នូលដូចខាងក្រោម៖

①អារេបញ្ចេញ

ជាធម្មតា របារឡាស៊ែរមានឧបករណ៍បញ្ចេញពន្លឺ (ប្រហោងឡាស៊ែរ) ចំនួន 10 ទៅ 100 ដែលរៀបចំនៅក្បែរគ្នា។ ឧបករណ៍បញ្ចេញពន្លឺនីមួយៗមានប្រហែល 50–១៥០μម៉ែត្រ និងដើរតួជាតំបន់ទទួលបានឯករាជ្យ ដែលមានចំណុចប្រសព្វ PN ប្រហោងរំញ័រ និងរចនាសម្ព័ន្ធរលកមគ្គុទ្ទេសក៍ដើម្បីបង្កើត និងបញ្ចេញពន្លឺឡាស៊ែរ។ ខណៈពេលដែលឧបករណ៍បញ្ចេញទាំងអស់ចែករំលែកស្រទាប់ខាងក្រោមដូចគ្នា ជាធម្មតាពួកវាត្រូវបានជំរុញដោយអគ្គិសនីស្របគ្នា ឬតាមតំបន់។

②រចនាសម្ព័ន្ធស្រទាប់ស៊ីមីកុងដុកទ័រ

នៅចំកណ្តាលនៃរបារឡាស៊ែរគឺជាជង់នៃស្រទាប់ស៊ីមីកុងដុកទ័រ រួមមាន៖

- ស្រទាប់អេពីតាក់ស៊ីប្រភេទ P និងប្រភេទ N (បង្កើតជាចំណុចប្រសព្វ PN)

- ស្រទាប់សកម្ម (ឧទាហរណ៍ រចនាសម្ព័ន្ធអណ្តូងកង់ទិច) ដែលបង្កើតការបញ្ចេញពន្លឺដែលជំរុញ

- ស្រទាប់​រលក​នាំផ្លូវ ធានា​ការគ្រប់គ្រង​របៀប​ក្នុង​ទិសដៅ​ចំហៀង និង​បញ្ឈរ

- ឧបករណ៍ឆ្លុះបញ្ចាំង Bragg ឬថ្នាំកូត HR/AR ដែលបង្កើនទិន្នផលទិសដៅនៃឡាស៊ែរ

ទី៣រចនាសម្ព័ន្ធគ្រប់គ្រងស្រទាប់ខាងក្រោម និងកម្ដៅ

ឧបករណ៍បញ្ចេញពន្លឺត្រូវបានដាំដុះនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីមីកុងដុកទ័រមួយដុំ (ជាទូទៅគឺ GaAs)។ សម្រាប់ការរលាយកំដៅប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព របារឡាស៊ែរត្រូវបានផ្សារលើស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមានចរន្តខ្ពស់ដូចជាទង់ដែង យ៉ាន់ស្ព័រ W-Cu ឬពេជ្រ CVD ហើយភ្ជាប់ជាមួយឧបករណ៍ផ្ទុកកំដៅ និងប្រព័ន្ធត្រជាក់សកម្ម។

④ប្រព័ន្ធផ្ទៃបំភាយ និងប្រព័ន្ធ Collimation

ដោយសារតែមុំខុសគ្នាធំនៃធ្នឹមដែលបញ្ចេញចេញ របារឡាស៊ែរជាធម្មតាត្រូវបានបំពាក់ដោយអារេមីក្រូកែវ (FAC/SAC) សម្រាប់ការតម្រឹម និងការបង្កើតធ្នឹម។ សម្រាប់កម្មវិធីជាក់លាក់ អុបទិកបន្ថែម—ដូចជាកែវរាងស៊ីឡាំង ឬព្រីស—ត្រូវបានប្រើដើម្បីគ្រប់គ្រងភាពខុសគ្នានៃវាលឆ្ងាយ និងគុណភាពធ្នឹម។

៣. កត្តារចនាសម្ព័ន្ធសំខាន់ៗដែលជះឥទ្ធិពលដល់ដំណើរការ

រចនាសម្ព័ន្ធនៃរបារឡាស៊ែរដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការកំណត់ស្ថេរភាព ប្រសិទ្ធភាព និងអាយុកាលសេវាកម្មរបស់វា។ ទិដ្ឋភាពសំខាន់ៗមួយចំនួនរួមមាន៖

①ការរចនាការគ្រប់គ្រងកម្ដៅ

របារឡាស៊ែរមានដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ និងកំដៅប្រមូលផ្តុំ។ ភាពធន់នឹងកម្ដៅទាបគឺមានសារៈសំខាន់ ដែលសម្រេចបានតាមរយៈការផ្សារ AuSn ឬការភ្ជាប់អ៊ីញ៉ូម រួមផ្សំជាមួយនឹងការត្រជាក់មីក្រូឆានែលសម្រាប់ការរលាយកំដៅឯកសណ្ឋាន។

②ការបង្កើតរាងធ្នឹម និងការតម្រឹម

ឧបករណ៍បញ្ចេញពន្លឺច្រើនតែទទួលរងនូវភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាមិនល្អ និងការតម្រឹមរលកមិនស្មើគ្នា។ ការរចនា និងការតម្រឹមកែវភ្នែកដែលមានភាពជាក់លាក់គឺមានសារៈសំខាន់ណាស់សម្រាប់ការកែលម្អគុណភាពធ្នឹមវាលឆ្ងាយ។

ទី៣ការគ្រប់គ្រងភាពតានតឹង និងភាពជឿជាក់

ភាពមិនស៊ីគ្នានៃសម្ភារៈនៅក្នុងមេគុណពង្រីកកម្ដៅអាចនាំឱ្យមានការរួញឬស្នាមប្រេះតូចៗ។ ការវេចខ្ចប់ត្រូវតែត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីចែកចាយភាពតានតឹងមេកានិចឱ្យស្មើៗគ្នា និងទប់ទល់នឹងវដ្តកម្ដៅដោយមិនមានការរិចរិល។

៤. និន្នាការនាពេលអនាគតក្នុងការរចនារបារឡាស៊ែរ

ដោយសារតម្រូវការថាមពលខ្ពស់ ទំហំតូចជាង និងភាពជឿជាក់កាន់តែខ្លាំងឡើង រចនាសម្ព័ន្ធរបារឡាស៊ែរបន្តវិវត្ត។ ទិសដៅអភិវឌ្ឍន៍សំខាន់ៗរួមមាន៖

①ការពង្រីករលក៖ លាតសន្ធឹងដល់ 1.5μម និងក្រុមអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដកណ្តាល

②ការបង្រួមទំហំ៖ អនុញ្ញាតឱ្យប្រើប្រាស់ក្នុងឧបករណ៍តូចៗ និងម៉ូឌុលរួមបញ្ចូលគ្នាខ្ពស់

ទី៣ការវេចខ្ចប់ឆ្លាតវៃ៖ ការដាក់បញ្ចូលឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសីតុណ្ហភាព និងប្រព័ន្ធផ្តល់មតិកែលម្អស្ថានភាព

④ការដាក់ជង់ដង់ស៊ីតេខ្ពស់៖ អារេជាស្រទាប់ៗ ដើម្បីទទួលបានទិន្នផលកម្រិតគីឡូវ៉ាត់ ក្នុងទំហំតូច

៥. សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ក្នុងនាមជា«បេះដូង«ក្នុងចំណោមប្រព័ន្ធឡាស៊ែរថាមពលខ្ពស់ ការរចនារចនាសម្ព័ន្ធនៃរបារឡាស៊ែរមានឥទ្ធិពលដោយផ្ទាល់ទៅលើដំណើរការអុបទិក អគ្គិសនី និងកម្ដៅនៃប្រព័ន្ធទាំងមូល។ ការរួមបញ្ចូលឧបករណ៍បញ្ចេញពន្លឺរាប់សិបទៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធដែលមានទទឹងត្រឹមតែមីលីម៉ែត្រប៉ុណ្ណោះ មិនត្រឹមតែបង្ហាញពីបច្ចេកទេសសម្ភារៈ និងការផលិតកម្រិតខ្ពស់ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏តំណាងឱ្យកម្រិតខ្ពស់នៃការរួមបញ្ចូលនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះផងដែរ។'ឧស្សាហកម្មហ្វូតូនិក។

ដោយសម្លឹងមើលទៅអនាគត ខណៈដែលតម្រូវការសម្រាប់ប្រភពឡាស៊ែរដែលមានប្រសិទ្ធភាព និងអាចទុកចិត្តបានបន្តកើនឡើង ការច្នៃប្រឌិតថ្មីនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធរបារឡាស៊ែរនឹងនៅតែជាកត្តាជំរុញដ៏សំខាន់ក្នុងការជំរុញឧស្សាហកម្មឡាស៊ែរទៅកាន់កម្ពស់ថ្មី។

ប្រសិនបើអ្នក'កំពុងស្វែងរកការគាំទ្រពីអ្នកជំនាញក្នុងការវេចខ្ចប់របារឡាស៊ែរ ការគ្រប់គ្រងកម្ដៅ ឬការជ្រើសរើសផលិតផល សូមទាក់ទងមកយើងខ្ញុំ។'នៅទីនេះដើម្បីផ្តល់ជូននូវដំណោះស្រាយដែលត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីផ្គូផ្គងនឹងតម្រូវការកម្មវិធីជាក់លាក់របស់អ្នក។