पीजोट्रोनिक्स: Difference between revisions
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[[File:Piezotronics1.png|thumb|upright=2.4|एक | [[File:Piezotronics1.png|thumb|upright=2.4|एक सब्सट्रेट पर इलेक्ट्रोड के साथ तय किए गए दो सिरों के साथ पीज़ोट्रोनिक उपकरणों के लिए कार्य तंत्र। सकहोत्तकी बैरियर ऊंचाई की यह असममित ट्यूनिंग पीजोट्रोनिक प्रभाव है।]]'''पीजोट्रोनिक्स''' प्रभाव नए उपकरणों के निर्माण के लिए चार्ज वाहक परिवहन गुणों को ट्यून / नियंत्रित करने के लिए "गेट" वोल्टेज के रूप में [[piezoelectricity|पीजोइलेक्ट्रिकिटी]] के साथ सामग्री में निर्मित पीजोट्रोनिक्स क्षमता का उपयोग करता है। नील ए डाउनी ने दिखाया कि एफईटी जैसा प्रवर्धक उपकरण बनाने के लिए पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री और कार्बन पीजोरेसिस्टिव सामग्री उपयोग करके विस्तृत-स्केल पर सरल प्रदर्शनों का निर्माण करना और 2006 में छात्रों के लिए विज्ञान परियोजनाओं की एक पुस्तक में रखना कितना आसान था।<ref>{{cite book|last1=Downie|first1=Neil A|title=Exploding Disk Cannons, Slimemobiles and 32 Other Projects for Saturday Science|date=2006|publisher=Johns Hopkins University Press|isbn=0-8018-8506-X|pages=133–145}}</ref> 2007 में जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में प्रोफेसर झोंग लिन वांग द्वारा पीजोट्रोनिक्स का मौलिक सिद्धांत प्रस्तुत किया गया था।<ref>[http://www.nanoscience.gatech.edu/paper/2007/07_AM_5.pdf] Zhong Lin Wang, “Nanopiezotronics”, Advanced Materials, 2007, 19, 889-892.</ref> इस प्रभाव के आधार पर विद्युतिए उपकरणों की एक श्रृंखला का प्रदर्शन किया गया था, जिसमें पीजोपोटेंशियल गेटेड [[ फील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर |छेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर]],<ref>{{cite journal | last1 = Wang | first1 = Xudong | last2 = Zhou | first2 = Jun | last3 = Song | first3 = Jinhui | last4 = Liu | first4 = Jin | last5 = Xu | first5 = Ningsheng | last6 = Lin Wang | first6 = Zhong | year = 2006 | title = एकल ZnO नैनोवायर पर आधारित पीजोइलेक्ट्रिक फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर और नैनोफोर्स सेंसर| url = http://www.nanoscience.gatech.edu/paper/2006/06_NL_9.pdf | journal = Nano Letters | volume = 6 | issue = 12 | pages = 2768–2772 | doi=10.1021/nl061802g| pmid = 17163703 | bibcode = 2006NanoL...6.2768W }}</ref> पीजोपोटेंशियल गेटेड डायोड,<ref>{{cite journal | doi = 10.1002/adma.200601908 | volume=19 | title=एकल ZnO नैनोवायर का पीजोइलेक्ट्रिक गेटेड डायोड| year=2007 | journal=Advanced Materials | pages=781–784 | last1 = He | first1 = J. H. | last2 = Hsin | first2 = C. L. | last3 = Liu | first3 = J. | last4 = Chen | first4 = L. J. | last5 = Wang | first5 = Z. L.| issue=6 | url=http://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/236386/-1/18.pdf }}</ref> स्ट्रेन सेंसर,<ref>[http://www.nanoscience.gatech.edu/paper/2008new/08_2367t.pdf] Jun Zhou, Yudong Gu, Peng Fei, Wenjie Mai, Yifan Gao, Rusen Yang, Gang Bao and Zhong Lin Wang, “Flexible Piezotronic Strain Sensor”, Nano Letters, 2008, 8, 3035-3040.</ref> फोर्स/फ्लो सेंसर,<ref>[http://www.nanoscience.gatech.edu/paper/2009new/09_NL_09.pdf] Peng Fei, Ping-Hung Yeh, Jun Zhou, Sheng Xu,Yifan Gao, Jinhui Song, Yudong Gu,Yanyi Huang and Zhong Lin Wang, “Piezoelectric Potential Gated Field-Effect Transistor Based on a Free-Standing ZnO Wire”, Nano Letters, 2009, 9, 3435-3439.</ref> हाइब्रिड छेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर,<ref>[http://www.nanoscience.gatech.edu/paper/2010/10_NL_02.pdf] Weihua Liu, Minbaek Lee, Lei Ding, Jie Liu, and Zhong Lin Wang, “Piezopotential Gated Nanowire-Nanotube Hybrid Field-Effect Transistor”, Nano Letters, 2010, 10, 3084-3089.</ref> पीज़ोट्रोनिक लॉजिक गेट्स,<ref>[http://www.nanoscience.gatech.edu/paper/2010/10_AM_05.pdf] Wenzhuo Wu, Yaguang Wei, Zhong Lin Wang, “Strain-Gated Piezotronic Logic Nanodevices”, Advanced materials, 2010, 22, 4711-4715.</ref> विद्युतिए तंत्र ,<ref>[http://www.nanoscience.gatech.edu/paper/2011/11_NL_04.pdf] Wenzhuo Wu and Zhong Lin Wang, “Piezotronic Nanowire-Based Resistive Switches As Programmable Electromechanical Memories”, Nano Letters, 2011, 11, 2779–2785.</ref> आदि सम्मलित थे। पीज़ोट्रोनिक उपकरणों को एक नए अर्धचालक-उपकरण श्रेणी के रूप में माना जाता है। पीजोट्रोनिक्स में [[सेंसर]], मानव-सिलिकॉन प्रौद्योगिकी अंतरफलक, [[एमईएमएस]], नैनोरोबोटिक्स और सक्रिय विद्युतिए् में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग होने की संभावना होती है। | ||
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[[File:Piezotronics2.png|thumb|upright=1.2|पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री के एक छोर के साथ पीजोइलेक्ट्रिक उपकरणों के लिए कार्य तंत्र तय हो गया है। प्रेरित पीजोपोटेंशियल डिस्ट्रीब्यूशन एक पारंपरिक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर में लागू गेट वोल्टेज के समान है, जैसा कि (बी) में दिखाया गया है।]] | [[File:Piezotronics2.png|thumb|upright=1.2|पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री के एक छोर के साथ पीजोइलेक्ट्रिक उपकरणों के लिए कार्य तंत्र तय हो गया है। प्रेरित पीजोपोटेंशियल डिस्ट्रीब्यूशन एक पारंपरिक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर में लागू गेट वोल्टेज के समान है, जैसा कि (बी) में दिखाया गया है।]] | ||
[[File:Coupling.png|thumb|left|upright=1.7|पीज़ोइलेक्ट्रिकिटी, फोटोएक्सिटेशन और[[ अर्धचालक ]]के बीच तीन-तरफ़ा युग्मन दिखाते हुए योजनाबद्ध | [[File:Coupling.png|thumb|left|upright=1.7|पीज़ोइलेक्ट्रिकिटी, फोटोएक्सिटेशन और[[ अर्धचालक ]]के बीच तीन-तरफ़ा युग्मन दिखाते हुए योजनाबद्ध आरेख होता है।]]वर्टजाइट संरचित [[ZnO]], [[GaN]] और [[InN]] जैसी सामग्रियों में गैर-केंद्रीय [[समरूपता]] के कारण, क्रिस्टल में एक पीजोपोटेंशियल बनाया जाता है। पीजोइलेक्ट्रिकिटी और अर्धचालक गुणों के एक साथ कब्जे के कारण, क्रिस्टल में निर्मित पीजोपोटेंशियल का वाहक परिवहन प्रक्रिया पर एक मजबूत प्रभाव पड़ता है। सामान्यतः , मूल पीज़ोट्रोनिक उपकरणों के निर्माण को दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है। यहाँ हम उदाहरण के लिए नैनोवायर्स का उपयोग करते है। पहला प्रकार यह था कि पीजोइलेक्ट्रिक नैनोवायर को इलेक्ट्रोड को सब्सट्रेट पर जाता था। इस स्थिति में, जब सब्सट्रेट को मोड़ा जाता था, तो नैनोवायर विशुद्ध रूप से फैला या संकुचित हो जाता था। पीजोपोटेंशियल को इसकी धुरी के साथ प्रस्तुत किया जाता है। यह संपर्क क्षेत्र में विद्युत क्षेत्र या शोट्की बैरियर (एसबी) की ऊंचाई को संशोधित करता है। एक छोर पर प्रेरित सकारात्मक पीजोपोटेंशियल एसबी ऊंचाई को कम करता है, जबकि दूसरे छोर पर नकारात्मक पीजोपोटेंशियल इसे बढ़ाता है। इस प्रकार विद्युत परिवहन गुणों को बदल दिया जाता है। दूसरी तरह का पीज़ोट्रोनिक उपकरण यह है कि नैनोवायर का एक सिरा इलेक्ट्रोड से जुड़ा होता है, जबकि दूसरा सिरा खाली होता है। इस स्थिति में, जब इसे मोड़ने के लिए नैनोवायर के खाली सिरे पर बल लगाया जाता है, तो पीजोपोटेंशियल वितरण नैनोवायर की धुरी के लंवत होता है। प्रस्तुत किया गया पीजोइलेक्ट्रिक क्षेत्र इलेक्ट्रॉन परिवहन दिशा के लंबवत होता है, ठीक उसी तरह जैसे पारंपरिक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर में गेट वोल्टेज लगाया जाता है। इस प्रकार इलेक्ट्रॉन परिवहन गुण भी बदल जाते है। पीजोट्रोनिक्स के लिए सामग्री पीज़ोइलेक्ट्रिक अर्धचालक होते है,<ref>[http://www.nanoscience.gatech.edu/paper/2010/10_NTD_02.pdf] Zhong Lin Wang “Piezopotential Gated Nanowire Devices: Piezotronics and Piezo-phototronics”, Nano Today, 5 (2010) 540-552.</ref> जैसे कि ZnO, GaN और InN। पीज़ोइलेक्ट्रिकिटी, फोटोएक्सिटेशन और अर्धचालक के बीच तीन-तरफा युग्मन पीजोट्रोनिक्स, पीज़ोफोटोनिक्स, [[ Optoelectronics |ऑप्टोविद्युतिए्स]] और [[piezophototronics|पीज़ोफोटोट्रॉनिक्स]] का आधार होता है। इन युग्मन का मूल पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री द्वारा निर्मित पीजोपोटेंशियल पर निर्भर करता है।<ref>[http://www.nanoscience.gatech.edu/paper/2010/10_NTD_02.pdf] Zhong Lin Wang “Piezopotential Gated Nanowire Devices: Piezotronics and Piezo-phototronics”, Nano Today, 5 (2010) 540-552.</ref> | ||
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Revision as of 13:42, 1 June 2023
पीजोट्रोनिक्स प्रभाव नए उपकरणों के निर्माण के लिए चार्ज वाहक परिवहन गुणों को ट्यून / नियंत्रित करने के लिए "गेट" वोल्टेज के रूप में पीजोइलेक्ट्रिकिटी के साथ सामग्री में निर्मित पीजोट्रोनिक्स क्षमता का उपयोग करता है। नील ए डाउनी ने दिखाया कि एफईटी जैसा प्रवर्धक उपकरण बनाने के लिए पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री और कार्बन पीजोरेसिस्टिव सामग्री उपयोग करके विस्तृत-स्केल पर सरल प्रदर्शनों का निर्माण करना और 2006 में छात्रों के लिए विज्ञान परियोजनाओं की एक पुस्तक में रखना कितना आसान था।[1] 2007 में जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में प्रोफेसर झोंग लिन वांग द्वारा पीजोट्रोनिक्स का मौलिक सिद्धांत प्रस्तुत किया गया था।[2] इस प्रभाव के आधार पर विद्युतिए उपकरणों की एक श्रृंखला का प्रदर्शन किया गया था, जिसमें पीजोपोटेंशियल गेटेड छेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर,[3] पीजोपोटेंशियल गेटेड डायोड,[4] स्ट्रेन सेंसर,[5] फोर्स/फ्लो सेंसर,[6] हाइब्रिड छेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर,[7] पीज़ोट्रोनिक लॉजिक गेट्स,[8] विद्युतिए तंत्र ,[9] आदि सम्मलित थे। पीज़ोट्रोनिक उपकरणों को एक नए अर्धचालक-उपकरण श्रेणी के रूप में माना जाता है। पीजोट्रोनिक्स में सेंसर, मानव-सिलिकॉन प्रौद्योगिकी अंतरफलक, एमईएमएस, नैनोरोबोटिक्स और सक्रिय विद्युतिए् में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग होने की संभावना होती है।
तंत्र
पीज़ोइलेक्ट्रिकिटी, फोटोएक्सिटेशन औरअर्धचालक के बीच तीन-तरफ़ा युग्मन दिखाते हुए योजनाबद्ध आरेख होता है।
वर्टजाइट संरचित ZnO, GaN और InN जैसी सामग्रियों में गैर-केंद्रीय समरूपता के कारण, क्रिस्टल में एक पीजोपोटेंशियल बनाया जाता है। पीजोइलेक्ट्रिकिटी और अर्धचालक गुणों के एक साथ कब्जे के कारण, क्रिस्टल में निर्मित पीजोपोटेंशियल का वाहक परिवहन प्रक्रिया पर एक मजबूत प्रभाव पड़ता है। सामान्यतः , मूल पीज़ोट्रोनिक उपकरणों के निर्माण को दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है। यहाँ हम उदाहरण के लिए नैनोवायर्स का उपयोग करते है। पहला प्रकार यह था कि पीजोइलेक्ट्रिक नैनोवायर को इलेक्ट्रोड को सब्सट्रेट पर जाता था। इस स्थिति में, जब सब्सट्रेट को मोड़ा जाता था, तो नैनोवायर विशुद्ध रूप से फैला या संकुचित हो जाता था। पीजोपोटेंशियल को इसकी धुरी के साथ प्रस्तुत किया जाता है। यह संपर्क क्षेत्र में विद्युत क्षेत्र या शोट्की बैरियर (एसबी) की ऊंचाई को संशोधित करता है। एक छोर पर प्रेरित सकारात्मक पीजोपोटेंशियल एसबी ऊंचाई को कम करता है, जबकि दूसरे छोर पर नकारात्मक पीजोपोटेंशियल इसे बढ़ाता है। इस प्रकार विद्युत परिवहन गुणों को बदल दिया जाता है। दूसरी तरह का पीज़ोट्रोनिक उपकरण यह है कि नैनोवायर का एक सिरा इलेक्ट्रोड से जुड़ा होता है, जबकि दूसरा सिरा खाली होता है। इस स्थिति में, जब इसे मोड़ने के लिए नैनोवायर के खाली सिरे पर बल लगाया जाता है, तो पीजोपोटेंशियल वितरण नैनोवायर की धुरी के लंवत होता है। प्रस्तुत किया गया पीजोइलेक्ट्रिक क्षेत्र इलेक्ट्रॉन परिवहन दिशा के लंबवत होता है, ठीक उसी तरह जैसे पारंपरिक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर में गेट वोल्टेज लगाया जाता है। इस प्रकार इलेक्ट्रॉन परिवहन गुण भी बदल जाते है। पीजोट्रोनिक्स के लिए सामग्री पीज़ोइलेक्ट्रिक अर्धचालक होते है,[10] जैसे कि ZnO, GaN और InN। पीज़ोइलेक्ट्रिकिटी, फोटोएक्सिटेशन और अर्धचालक के बीच तीन-तरफा युग्मन पीजोट्रोनिक्स, पीज़ोफोटोनिक्स, ऑप्टोविद्युतिए्स और पीज़ोफोटोट्रॉनिक्स का आधार होता है। इन युग्मन का मूल पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री द्वारा निर्मित पीजोपोटेंशियल पर निर्भर करता है।[11]
यह भी देखें
- पीजोइलेक्ट्रिसिटी
- ध्रुवीय अर्धचालकों में गैर रेखीय पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव
- वर्टज़ाइट
संदर्भ
- ↑ Downie, Neil A (2006). Exploding Disk Cannons, Slimemobiles and 32 Other Projects for Saturday Science. Johns Hopkins University Press. pp. 133–145. ISBN 0-8018-8506-X.
- ↑ [1] Zhong Lin Wang, “Nanopiezotronics”, Advanced Materials, 2007, 19, 889-892.
- ↑ Wang, Xudong; Zhou, Jun; Song, Jinhui; Liu, Jin; Xu, Ningsheng; Lin Wang, Zhong (2006). "एकल ZnO नैनोवायर पर आधारित पीजोइलेक्ट्रिक फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर और नैनोफोर्स सेंसर" (PDF). Nano Letters. 6 (12): 2768–2772. Bibcode:2006NanoL...6.2768W. doi:10.1021/nl061802g. PMID 17163703.
- ↑ He, J. H.; Hsin, C. L.; Liu, J.; Chen, L. J.; Wang, Z. L. (2007). "एकल ZnO नैनोवायर का पीजोइलेक्ट्रिक गेटेड डायोड" (PDF). Advanced Materials. 19 (6): 781–784. doi:10.1002/adma.200601908.
- ↑ [2] Jun Zhou, Yudong Gu, Peng Fei, Wenjie Mai, Yifan Gao, Rusen Yang, Gang Bao and Zhong Lin Wang, “Flexible Piezotronic Strain Sensor”, Nano Letters, 2008, 8, 3035-3040.
- ↑ [3] Peng Fei, Ping-Hung Yeh, Jun Zhou, Sheng Xu,Yifan Gao, Jinhui Song, Yudong Gu,Yanyi Huang and Zhong Lin Wang, “Piezoelectric Potential Gated Field-Effect Transistor Based on a Free-Standing ZnO Wire”, Nano Letters, 2009, 9, 3435-3439.
- ↑ [4] Weihua Liu, Minbaek Lee, Lei Ding, Jie Liu, and Zhong Lin Wang, “Piezopotential Gated Nanowire-Nanotube Hybrid Field-Effect Transistor”, Nano Letters, 2010, 10, 3084-3089.
- ↑ [5] Wenzhuo Wu, Yaguang Wei, Zhong Lin Wang, “Strain-Gated Piezotronic Logic Nanodevices”, Advanced materials, 2010, 22, 4711-4715.
- ↑ [6] Wenzhuo Wu and Zhong Lin Wang, “Piezotronic Nanowire-Based Resistive Switches As Programmable Electromechanical Memories”, Nano Letters, 2011, 11, 2779–2785.
- ↑ [7] Zhong Lin Wang “Piezopotential Gated Nanowire Devices: Piezotronics and Piezo-phototronics”, Nano Today, 5 (2010) 540-552.
- ↑ [8] Zhong Lin Wang “Piezopotential Gated Nanowire Devices: Piezotronics and Piezo-phototronics”, Nano Today, 5 (2010) 540-552.
