A lokacin aikin transistor, hanyar rami tana samuwa, yayin da layin lantarki mai layi biyu wanda cation ke haifarwa
Masu bincike na Jami'ar Seoul ta Ƙasa sun ƙirƙiro wani transistor mai samar da haske mai ƙarancin ƙarfin lantarki wanda zai iya sarrafa sigina, ƙwaƙwalwa da fitar da haske a lokaci guda a cikin na'urar semiconductor guda ɗaya. Ta hanyar shigar da na'urar haɓaka sufuri ta ion a cikin tashar semiconductor mai samar da haske, ƙungiyar ta ba da damar samar da lantarki mai matakai biyu a hanyar sadarwa ta magudanar ruwa, wanda ke ba da damar allurar lantarki mai inganci ba tare da dogaro da manyan ƙarfin lantarki ko doping na nau'in n mara ƙarfi da ake amfani da su a hanyoyin gargajiya ba.
Sakamakon haka, na'urar ta ci gaba da kasancewa mai sauƙi mai tsari mai aiki ɗaya yayin da take cimma aikin ƙarancin ƙarfin lantarki da kuma fitar da haske mai faɗi, tare da aikin sarrafa siginar neuromorphic.
An buga aikin a cikin mujallar Nature Materials.
Kayan lantarki masu amfani da su suna canzawa cikin sauri fiye da agogon hannu da gilashin zamani zuwa dandamali masu sauƙin amfani na zamani, tare da faɗaɗawa zuwa na'urori masu amfani da fata da kuma waɗanda za a iya dasawa a nan gaba.
Musamman ma, na'urorin da ake iya sawa a fata, tare da fasahar semiconductor da aka haɗa waɗanda suka haɗa da aikin ji, sarrafa sigina, ƙwaƙwalwa da nuni a cikin dandamali ɗaya, ana ɗaukar su a matsayin manyan fasahohin da ke ba da damar kula da lafiya na gaba da masana'antar lantarki ta gaba.
Kwanan nan, na'urorin lantarki masu sauƙin ɗauka sun ci gaba fiye da gano siginar biosignal mai sauƙi zuwa sarrafa siginar da gani a ainihin lokaci.
Duk da haka, har zuwa yanzu, waɗannan ayyuka galibi ana aiwatar da su ta amfani da na'urori daban-daban da aka haɗa, wanda ke haifar da tsari mai rikitarwa, manyan sassa masu ƙarfi da ƙarfi, da kuma yawan amfani da makamashi mai yawa. Saboda haka, haɗa ayyuka da yawa a cikin tsarin na'ura mai sauƙi ya zama babban ƙalubale.
1. Dalilin da yasa na'urorin da ke aiki a yanzu ba su da ƙarfi
Transistors masu fitar da haske na halitta sun jawo hankali a matsayin waɗanda za su iya samun na'urorin lantarki masu amfani da wutar lantarki na zamani domin suna iya haɗa ayyukan transistor da diode masu fitar da haske a cikin na'ura ɗaya.
Duk da haka, transistors na gargajiya na halitta waɗanda ke da tsarin lantarki na gefe suna buƙatar ƙarfin aiki mai yawa na 80 zuwa 180 V saboda nisan da ke tsakanin electrodes da babban shingen allurar electron.
Ko da lokacin da ake amfani da maganin electrochemical ion doping don rage ƙarfin aiki, har yanzu ana buƙatar fiye da V 3.5, kuma yankin hayakin ya kasance kunkuntar da rashin kwanciyar hankali, yana iyakance amfani da shi a zahiri a cikin nunin faifai da tsarin lantarki mai wayo.
2. Yadda sabon transistor ke aiki
Ƙungiyar binciken ta ƙirƙiro wani transistor mai samar da haske mai ƙarancin ƙarfin lantarki wanda ke haɗa sarrafa sigina, ƙwaƙwalwa da fitar da haske a cikin transistor guda ɗaya na halitta.
Ta hanyar haɗa wani abu mai inganta sufuri na ion a cikin layin aiki don haifar da samuwar layukan lantarki biyu a hanyar haɗin lantarki, ƙungiyar ta gabatar da wata sabuwar hanya don allurar lantarki mai inganci ba tare da dogaro da manyan ƙarfin lantarki ko doping marasa ƙarfi da ake amfani da su a hanyoyin gargajiya ba.
Wannan ya ba da damar fitar da haske koda a ƙarfin lantarki < 3.5 V, wanda a da ake ganin bai yi yawa ba don aiki, yayin da yake kiyaye yankin fitar da hayaki mai faɗi da kwanciyar hankali.
Na'urar ta kuma nuna halayen sarrafa sigina da ƙwaƙwalwa, tare da amsoshin da ke taruwa a ƙarƙashin abubuwan da ke maimaitawa kuma suna riƙewa akan lokaci, kuma an ƙara nuna su a cikin tsarin nuni mai sassauƙa wanda ke amfani da batura biyu masu ƙarfin 1.5 V kawai.
Wannan binciken ya nuna cewa ana iya cimma daidaiton fitar da haske mai ƙarfi da kuma aikin hankali a lokaci guda ko da a cikin tsarin gine-gine mai sauƙi mai aiki ɗaya, wanda ke faɗaɗa yuwuwar transistors na halitta don aikace-aikacen da ake iya sawa.
3. Tasirin da zai iya tasiri ga kayan da ake sakawa
Wannan binciken yana da matuƙar muhimmanci domin ya haɗa sarrafa sigina, ƙwaƙwalwa da fitar da haske cikin na'ura ɗaya, wanda hakan ke rage iyakokin tsarin lantarki na yau da kullun da ake iya sawa waɗanda ke buƙatar a ƙera su da kuma haɗa su.
Musamman ma, ta hanyar nuna tarin amsoshi da kuma riƙewa ga abubuwan da ke haifar da shigarwa, yana nuna yuwuwar na'urorin lantarki na zamani waɗanda za su iya sarrafa bayanai kuma su nuna sakamakon nan take ta hanyar haske.
Duk da cewa na'urorin da ake iya sawa a jiki na yau da kullun suna sa masu amfani su yi wa kansu wahala wajen duba siginar da aka auna a ainihin lokacin da suke motsi, wannan fasaha tana nuni zuwa ga sa ido a ainihin lokacin da kuma isar da bayanai nan take.
Ana sa ran za a fadada shi zuwa aikace-aikace kamar gyaran jiki, kula da marasa lafiya na gaggawa, sa ido kan motsa jiki, na'urorin lantarki na fata da kuma kula da lafiya mai wayo, kuma yana iya zama babbar hanyar fasaha ga masana'antu masu alaƙa.
Farfesa Tae-Woo Lee ya nuna ƙwarewarsa a fannin bincike a duniya ta hanyar wallafa littattafai a jere a cikin Kimiyya da Yanayi a shekarar 2026.
Wannan aikin ya wuce na'urorin fitar da haske na gargajiya ta hanyar haɗa fitar da haske, sarrafa sigina da ayyukan ƙwaƙwalwa cikin na'urar semiconductor guda ɗaya a ƙarancin ƙarfin lantarki, yana gabatar da sabuwar alkibla ga na'urorin lantarki masu wayo waɗanda za a iya sawa a cikin tsara ta gaba.
Farfesa Tae-Woo Lee, wanda ya jagoranci binciken, ya ce, "Wannan aikin yana da matuƙar ma'ana musamman domin yana nuna cewa dukkan ayyuka za a iya haɗa su a cikin na'urar semiconductor guda ɗaya, ba tare da buƙatar ƙera da haɗa na'urorin sarrafawa, ƙwaƙwalwa, da nuni daban ba."
Ya ƙara da cewa, "A nan gaba, muna shirin ƙara haɓaka wannan fasaha ta zama dandamalin semiconductor na fata wanda ya dace da fatar roba mai wayo da kuma kula da lafiya mai sauƙin ɗauka."
Wannan fasaha tana da mahimmanci domin ta wuce na'urorin semiconductors masu fitar da haske na gargajiya ta hanyar nuna ayyuka da yawa a cikin na'urar semiconductor mai ƙarancin wutar lantarki guda ɗaya.
A wannan ma'anar, yana gabatar da sabuwar hanya ga na'urorin lantarki masu wayo waɗanda ake iya sawa a fata waɗanda ke ba da damar hulɗa ta ainihin lokaci tsakanin mutane da injuna.
Lokacin Saƙo: Yuni-22-2026