TÌM HIỂU về vật LIỆU bán dẫn với CÔNG NGHỆ NANO NGÀY NAY KHÁI NIỆM và TÍNH CHẤT, LỊCH sử PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ NANO TÍNH CHẤT vật lý

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ĐỀ TÀI TÌM HIỂU VỀ VẬT LIỆU BÁN DẪN VỚI CÔNG NGHỆ NANO NGÀY NAY.KHÁI NIỆM VÀ TÍNH CHẤT, LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ NANO TÍNH CHẤT VẬT LÝ, TÍNH DẪN ĐIỆN, LÝ THUYẾT NGUYÊN LÝ ĐIỀU KHIỂN DỊNG CƠNG SUẤT TRONG VẬT LIỆU BÁN DẪN VỚI CÔNG NGHỆ NANO CÁC ƯNG DỤNG TRONG THỰC TẾ CỦA VẬT LIỆU NANO TRONG NGÀNH ĐIỆN VÀ MỘT SỐ NGÀNH KHÁC NGÀY NAY GVHD: ThS: PHẠM XUÂN HỔ Mã học phần: EEMA330544_22_1_11 Nhóm 10: Võ Tuấn Vỹ - 21161221 Dương Lê Hồng Thơng - 21161416 Đỗ Trần Lâm Yên – 21161222 Hàn Anh Tú - 21161215 TP Hồ Chí Minh - 07/2022 DANH SÁCH T ÀNH VIÊN THAM GIA VIẾT TIỂU LUẬN 0 HỌC KỲ NĂM HỌC 2022-2023 Mã học phần: EEMA330544_22_1_11 Nhóm: 10 (Lớp thứ – Tiết 4-6) Tên đề tài: Tìm hiểu vật liệu bán dẫn với cơng nghệ nano ngày nay.Khái niệm tính chất, lịch sử phát triển cơng nghệ nano tính chất vật lý, tính dẫn điện, lý thuyết ngun lý điều khiển dịng công suất vật liệu bán dẫn với công nghệ nano ưng dụng thực tế vật liệu nano ngành điện số ngành khác ngày STT HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN MÃ SỐ SINH VIÊN TỈ LỆ % HOÀN THÀNH Võ Tuấn Vỹ 21161221 100% Dương Lê Hồng Thơng 21161416 100% Đỗ Trần Lâm Yên 21161222 100% Hàn Anh Tú 21161215 100% Ghi chú: Tỷ lệ %: Mức độ phần trăm hoàn thành sinh viên tham gia Trưởng nhóm: Dương Lê Hồng Thơng Nhận xét giảng viên Tp Hồ Chí Minh – Tháng 10 năm 2022 0 MỤC LỤC ĐỀ TÀI DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA VIẾT TIỂU LUẬN -2 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU -4 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục tiêu nhiệm vụ đề tài -5 1.3 Phương pháp nghiên cứu -6 PHẦN 2: NỘI DUNG -7 2.1 Khái niệm tính chất cơng nghệ nano 2.1.1 Công nghệ nano gì? -7 2.1.2 Tính chất cơng nghệ nano -7 2.2 Lịch sử phát triển công nghệ nano -8 2.3 Tính chất vật lý tính dẫn điện vật liệu bán dẫn với công nghệ nano 10 3.1 Lý thuyết - ngun lý điều khiển dịng cơng suất vật liệu bán dẫn công nghệ nano. 11 3.1.1 Vật liệu bán dẫn 11 3.1.2 Vật liệu có cấu trúc nano: -18 Ứng dụng công nghệ nano ngành điện tử – học 18 0 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Đề tài: “Tìm hiểu vật liệu bán dẫn với cơng nghệ nano ngày nay.Khái niệm tính chất, lịch sử phát triển cơng nghệ nano tính chất vật lý, tính dẫn điện, lý thuyết ngun lý điều khiển dịng cơng suất vật liệu bán dẫn với công nghệ nano ưng dụng thực tế vật liệu nano ngành điện số ngành khác ngày nay”, đề tài hay, thú vị có tính chun mơn nghiên cứu khoa học cao nói vật liệu điện điện tử sống ngày chúng làm thay đổi hoàn toàn mặt giới Đây xem lĩnh vực nghiên cứu khơng q mẻ, nhiên lại ngày ý phát triển để tiếp tục nghiên cứu sâu để tạo bước đột phá lĩnh vực điện – điện tử nói chung lĩnh vực bán dẫn nói riêng Chính thế, nhóm chúng tơi định chọn đề tài để tiến hành tìm hiểu, nghiên cứu chọn lọc thứ cốt lõi để truyền tải đến người đọc có nhu cầu tìm hiểu để tích luỹ thêm kiến thức sử dụng vào đề tài nghiên cứu cúa mình, cho người có nhìn thực tế, trực quan lĩnh “vực bán dẫn với cơng nghệ nano” ứng dụng thực thay đổi hoàn toàn công nghệ cũ lỗi thời trước 0 1.2 Mục tiêu nhiệm vụ đề tài Mục tiêu: - Đưa lý thuyết – khái niện về:“ Vật bán dẫn với công nghệ nano ngày nay” - Giải thích tính chất, biết lịch sử hình thành phát triển cơng nghệ nano - Hiểu dược tính chất vật lý, tính dẫn điện, lý thuyết ngun lý điều khiển dịng cơng suất vật liệu bán dẫn với công nghệ nano ưng dụng thực tế vật liệu nano ngành điện số ngành khác ngày Nhiệm vụ: - Truyền tải đến người đọc đầy đủ nội dung cách xác, rõ ràng - rành mạch - Có sở khoa học – tảng kiến thức đắn - Đưa lý thuyết phải kèm theo dẫn chứng, số liệu cụ thể để đáp ứng đầy đủ nhu cầu người đọc - Đưa nhìn tổng quan đặc biệt phải hướng với diễn thực tế xác minh kiểm chứng - Nêu rõ nơi tìm hiểu, cứ, lập cần phải thật chuẩn xác Vì đề tài nghiên cứu khoa học nên vấn đề nêu cần đảm bảo mật hìn thức nội dung 1.3 Phương pháp nghiên cứu - Trong đề tài này, nhóm chúng tơi sử dụng kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu khác như: 0 + Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Dùng phương pháp thu thập thông tin tổng hợp kiến thức thông qua báo, tài liệu, website lĩnh vực khoa học đời sống … + Phương pháp quan sát thực tế: Tiến hành tìm hiểu – tra cứu để thu thập thơng tin về: “ Vật liệu bán dẫn với công nghệ nano ngày nay” Từ đó, có nhìn tổng quát, khách quan vấn đề  Sẽ có nhiều sở cho việc tiếp cận giải vấn đề + Phương pháp tổng hợp, logic: Được sử dụng kết hợp với phương pháp phân tích cụ thể từ kết thu thập phân tích, dẫn chứng – số liệu, phương pháp tổng hợp kết hợp chúng lại với để có nhận thức vấn đề nghiên cứu cách rõ ràng hợp lý 0 PHẦN 2: NỘI DUNG 2.1 Khái niệm tính chất cơng nghệ nano 2.1.1 Cơng nghệ nano gì? + Cơng nghệ Nano (Nanotechnology) việc sử dụng vật chất quy mô nguyên tử, phân tử siêu phân tử dùng cho mục đích cơng nghiệp Hay hiểu đơn giản phân tích, điều khiển chế tạo vật chất cách đưa trở hình dạng kích thước từ đến 100 nanomet + Công nghệ Nano thực phát triển bắt đầu phổ biến rộng rãi từ cách mạng 4.0 bùng nổ Tính đến thời điểm tại, góp phần khơng nhỏ đến việc phục vụ cho người Đặc biệt khâu sản xuất mặt hàng thủy tinh, gốm, sứ,… có góp mặt cơng nghệ nano Cơng nghệ Nano coi ngành công nghệ hàng đầu mặt khoa học – kĩ thuật giới hứa hẹn phát triển mạnh mẽ tương lai 2.1.2 Tính chất cơng nghệ nano * Tính chất lượng tử + Khi kích thước vật thể đủ nhỏ để gọi vật chất Nano tính chất lượng tử xuất Cũng giống việc vật thể lớn dùng làm nguyên liệu để chế tác công nghệ khác Dù cho nguồn nhiên liệu làm nên vật thể có 0 tinh khiết tới đâu bị lẫn nguyên tố khác vào Điều làm cho tính chất nguyên tử bị trung hồ với + Khi vật thể kích thước cơng nghệ Nano việc dễ dàng để kiểm soát Sự tinh khiết nguyên tử cấu thành nên vật chất nằm mức độ cao Chúng thống với tạo nên nguyên tử khổng lồ làm cho tính chất vật thể phát huy tác dụng tốt * Hiệu ứng bề mặt + Khi kích thước vật nhỏ số lượng nguyên tử bề mặt nhiều so với tổng số nguyên tử Chúng ta hình dung phịng có vài cửa sổ Nếu có vài người phịng tất họ ngó nhìn qua cửa sổ Cịn phịng có q nhiều người tất người khơng thể ngó qua cửa sổ hết được.Tính chất vật thể thay đổi số lượng nguyên tử bề mặt thay đổi * Kích thước tới hạn + Khi vật chất kích thước cơng nghệ Nano, phát huy hết đặc tính xuất nhiều hiệu ứng đặc biệt * Kích thước siêu nhỏ + Trong cơng nghệ phần mềm, kích thước vật thể cấu thành tử Nano ưu tiên để xử lý cơng việc tính tốn Ví dụ với chip có kích thước siêu nhỏ, tối ưu thêm bóng bán dẫn vào để tăng khả tính tốn, vừa nhỏ gọn lại vừa tăng hiệu suất làm việc 2.2 Lịch sử phát triển công nghệ nano + Năm 1959, nhà vật lý học tiếng người đoạt giải Nobel Feynman đưa tiên đốn người sử dụng cỗ máy nhỏ để tạo cỗ máy nhỏ cuối họ xếp nguyên tử để tạo sản phẩm theo ý muốn người Đây xem giấc mộng sớm công nghệ nano + Những năm 1970, nhà khoa học bắt đầu nghiên cứu đưa ý tưởng công nghệ nano từ nhiều góc nhìn khác + Năm 1974 nhà khoa học Donny Gucci lần sử dụng thuật ngữ "cơng nghệ nano"để mơ tả gia cơng cách xác 0 + Vào năm 1982 nhà khoa học phát minh loại kính hiển vi quét đường hầm, công cụ quan trọng để nghiên cứu nanomet, cho thấy giới nguyên tử phân tử nhìn thấy đóng vai trị tích cực việc thúc đẩy phát triển công nghệ nano + Tháng năm 1990 Hội nghị Khoa học Công nghệ Nano Quốc tế tổ chức Baltimore, Hoa Kỳ đánh dấu đời thức khoa học công nghệ nano + Vào cuối năm 1980 đầu năm 1990, nhiều công nghệ Nano phát triển Một đóng góp quan trọng Richard Feynman tạo cơng cụ qt kính hiển vi đường hầm cho phép nhà nghiên cứu nghiên cứu sửa đổi cơng nghệ Nano Cùng với kính hiển vi lực nguyên tử kỹ thuật khác để hiểu thao tác cấu trúc hiển vi, việc phát triển công nghệ Nano trở nên dễ dàng nhiều nhờ cơng trình Feynman + Việc phát ống nano carbon dẫn đến điểm nóng nghiên cứu cơng nghệ nano 1/6 khối lượng, độ bền gấp 10 lần thép Khám phá khiến Giáo sư Smalley tin ống nano carbon vật liệu lựa chọn cho loại sợi tương lai Ngồi ra, cịn gợi ý ống nano carbon sử dụng dây dẫn vi sóng, cơng tắc vi mơ mạch điện tử tương lai cấp độ nano + Sau Đại học Stanford định cắt nhóm nguyên tử vào năm 1989, gọi Stan + Phịng thí nghiệm Vật lý chân khơng Bắc Kinh Viện Khoa học Trung Quốc sử dụng 36 nguyên tử Xenon để viết từ "Trung Quốc" miếng niken vào năm 1990 Điều đánh dấu khởi đầu Trung Quốc mở rộng giới công nghệ nano tồn cầu thơng qua nhu cầu phổ biến Việc đặt tên trường đại học lấy cảm hứng từ kiện này; tên tiếng Anh Đại học Fu + Các nhà nghiên cứu Mỹ xây dựng dựa nghiên cứu bắt đầu Đức vào năm 1997 Các nhà nghiên cứu Đức lần di chuyển electron cách sử dụng dòng điện Người ta hy vọng máy tính lượng tử nhanh bền phát triển 20 năm Sức mạnh tính tốn có giá trị hàng nghìn năm phát triển 20 năm với công nghệ 0 + Các nhà khoa học từ Hoa Kỳ Brazil hợp tác để tạo cân ống nano carbon vào năm 1999 cân vật thể giá trị loại virus Một năm sau, nhà nghiên cứu người Đức phá kỷ lục với cân nặng nguyên tử, nhờ bước đột phá nhà khoa học Mỹ Brazil gây + Doanh số bán sản phẩm Nano hàng năm vượt 50 tỷ đô la, năm 1999 + Trong năm gần đây, số quốc gia xây dựng chiến lược kế hoạch có liên quan đầu tư khoản tiền khổng lồ để đạt tầm cao chiến lược công nghệ nano Nhật Bản thành lập trung tâm nghiên cứu vật liệu nano, đưa công nghệ nano trở thành trọng tâm nghiên cứu phát triển kế hoạch khoa học công nghệ năm mới; Đức thành lập mạng lưới nghiên cứu công nghệ nano; Hoa Kỳ coi dự án công nghệ nano cốt lõi cách mạng cơng nghiệp , phủ Hoa Kỳ đầu tư vào nghiên cứu công nghệ nano từ Tổ chức thành lập với mức tăng từ 116 triệu đô la năm 1997 lên 497 triệu đô la năm 2001 2.3 Tính chất vật lý tính dẫn điện vật liệu bán dẫn với công nghệ nano - Tính chất vật lý : Đối với vật liệu bán dẫn, kích thước hạt nano bán dẫn giảm xuống bán kính Bohr exciton, chuyển động electron lỗ trống bị giới hạn hạt nano Trong điều kiện vậy, lượng hạt định lượng, vùng lượng bị tách thành mức lượng rời rạc Đó hiệu ứng kích thước lượng tử hay hiệu ứng giam giữ lượng tử Do hiệu ứng này, vật liệu cấu trúc nano sở hữu loạt tính chất đặc biệt mà vật liệu trước khơng có Các nhà nghiên cứu phát giảm kích thước, đặc tính học, tính ổn định nhiệt, tính chất quang học điện từ thay đổi đáng kể so với vật liệu dạng khối - Tính chất dẫn điện : Một đặc tính quan trọng cấu trúc nano phụ thuộc vào kích thước Các chất có kích thước nano có đặc tính khơng thấy chất dạng khối Khi kích thước vật chất trở thành kích thước nano, electron khơng cịn chảy qua vật dẫn sông nữa, mà đặc tính lượng tử electron hoạt động sóng Kích thước nhỏ dẫn đến tượng lượng tử tạo cho vật chất đặc tính thú vị Một số hệ hiệu ứng lượng tử bao gồm, ví dụ: 10 0 + Hiệu ứng đường hầm: Các electron qua lớp cách điện Lợi ích hiệu ứng vật liệu điện tử chế tạo quy mơ nano khơng đóng gói dày chip mà cịn chạy nhanh với điện tử lượng hơn, giống bóng bán dẫn bình thường + Những thay đổi đặc tính vật chất, chẳng hạn tính chất điện quang học phi tuyến + Bằng cách điều chỉnh kích thước, dạng vi mơ vật chất khác so với dạng ban đầu 3.1 Lý thuyết - ngun lý điều khiển dịng cơng suất vật liệu bán dẫn công nghệ nano 3.1.1 Vật liệu bán dẫn - Sự hồn thiện cơng nghệ vật liệu bán dẫn công suất làm cho ngành kỹ thuật điều khiển nói riêng ngành điện tử nói chung ngày phát triển Sau việc khái quát sở cho nhận định phát triển lĩnh vực tương lai gần, kỷ nguyên mà vấn đề lượng môi trường trở nên quan trọng hết - Chất bán dẫn: Khi lửa đến phát vĩ đại làm thay đổi lối sống hàng ngày người tiền sử, từ “ăn lông lỗ” hay “ăn sống” sang “ăn chín” vừa uống vừa nấu để giữ gìn sức khỏe, phịng chống bệnh tật bệnh tật, kể từ Alessandro Volta (nhà vật lý người Ý, 17-5-1827) phát minh pin Volta vào năm 1800 để giúp tạo lưu trữ điện, đời chất bán dẫn ngày có lẽ bước ngoặt quan trọng, điểm khởi đầu đặc biệt cho phát triển bùng nổ sau ngành cơng nghiệp điện tử Chất bán dẫn vật liệu điện tử, nguyên tố đơn lẻ, ví dụ Si, Ge, hợp chất gồm nguyên tố nhóm AIII-BV AII-BVI bảng tuần hồn ngun tố hóa học Như vậy, khái niệm chất bán dẫn định nghĩa thơng qua họ tính chất điện đặc biệt Đây chất mà khả dẫn điện chất dẫn điện (kim loại) chất cách điện Do đó, chất bán dẫn hoạt động chất cách điện nhiệt độ thấp chất dẫn điện nhiệt độ cao, thường nhiệt độ phịng Vì vật liệu bán dẫn không bán trực tiếp để sử dụng, nên khái niệm tên gọi có phần xa lạ với hầu hết người không học khơng chun nó, kiểm tra Tuy nhiên, sản phẩm làm vật liệu bán dẫn có 11 0 mặt sử dụng rộng rãi sống điện thoại di động, máy ảnh, tivi, tủ lạnh, điều hịa nhiệt độ , tơ, tàu hỏa, máy bay thiết bị chiếu sáng thể rắn đèn LED, hình LED , thiết bị liên lạc, thiết bị điều khiển thông minh… Linh kiện điện tử làm chất liệu bán dẫn đóng vai trị não điều khiển, ghi nhớ điều khiển chức thiết bị điện tử - Ngun lý điều khiển dịng cơng suất số vật liệu bán dẫn điển hình như: + DIODE: Diode bán dẫn hay gọi Diode linh kiện điện tử bán dẫn cho dòng điện chạy theo chiều, khơng cho dịng điện chạy ngược lại Điốt bán dẫn nói chung có chung nguyên tắc thiết kế, khối bán dẫn loại P đ ược nối với khối bán dẫn loại N nối với hai chân đầu cực dương cực âm Mạch chỉnh lưu mạch điện tử có chứa linh kiện điện tử biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều Mạch chỉnh lưu sử dụng nguồn DC dị tín hiệu vơ tuyến thiết bị vô tuyến Mạch chỉnh lưu thường chứa điốt bán dẫn dẫn dòng điện đèn chỉnh lưu thủy ngân linh kiện khác - Phân loại diode:  Điode chỉnh lưu  Điode phát quang (đèn LED)  Điode quang (photodiode)  Điode quang (photodiode)  Điode Schottky  Điode tunnel (tunnel diode)  Điode biến dung (Varicap)  Điode zener - Các ký hiệu diode: 12 0 Nguyên lý hoạt động: - Khối bán dẫn P có nhiều lỗ trống tự mang điện tích dương nên kết hợp với khối bán dẫn N lỗ trống có xu hướng khuếch tán vào khối N Đồng thời khối P nhận thêm êlectron (năng lượng điện) điện tích âm) khối N chuyển  Kết khối P tích điện âm (thiếu lỗ trống thừa electron), khối N tích điện dương (thiếu hụt thừa electron) - Tại giao điểm hai mặt hợp chất, số electron bị hút vào lỗ trống chúng đến gần nhau, chúng có xu hướng liên kết với để tạo thành nguyên tử trung hòa Quá trình giải phóng lượng dạng ánh sáng, tạo điện áp tiếp xúc - Điện tích âm khối P điện tích dương khối N tạo thành hiệu điện gọi điện áp tiếp xúc (UTX) Điện trường hiệu điện tạo hướng từ khối N sang khối P, làm nhiễu loạn chuyển động khuếch tán, thời điểm sau hai khối bán dẫn kết nối, chuyển động khuếch tán dừng lại tiếp tục với tiếp xúc Vôn Bây nói đường giao P-N cân Điện áp tiếp xúc cân khoảng 0,6 V điốt Si khoảng 0,3 V điốt Ge Điện áp bên ngược chiều với điện áp tiếp xúc tạo dòng điện 13 0 - Hai mặt hợp chất khu vực mà điện tử lỗ trống dễ gặp nhất, tái hợp để tạo thành nguyên tử trung hòa thường xảy khu vực Do đó, vùng biên hai phía đường giao khan hạt dẫn điện tự do, gọi vùng xấu Khu vực không dẫn điện tốt trừ điện áp tiếp xúc cân điện áp bên Đây chất hoạt động diode Điện áp chiều với điện áp tiếp xúc ngăn dịng - Nếu điện áp ngồi ngược chiều với điện áp tiếp xúc điện áp tiếp xúc khơng ngăn cản khuếch tán êlectron lỗ trống tính dẫn điện tốt miền tiếp giáp Nếu đặt điện áp bên chiều với điện áp tiếp xúc, khuếch tán electron lỗ trống bị cản trở nhiều vùng xấu nghèo hạt dẫn điện tự Nói cách khác, điốt cho phép dịng điện chạy có điện áp đặt theo hướng định + TRANSISTOR: Hầu hết bóng bán dẫn bao gồm lớp bán dẫn kết nối với để tạo thành tiếp giáp P-N Nếu chúng xếp theo thứ tự PNP, có bóng bán dẫn thuận chúng xếp theo thứ tự NPN, có bóng bán dẫn ngược Cấu trúc transistor tương ứng với cấu trúc hai điốt nối ngược chiều Đây thiết kế BJT hai dòng điện âm dương chảy với Ba lớp bán dẫn tạo thành tổng cộng cực, lớp cực gốc (B) lớp nối với cực phát (E) cực thu với cực thu (C) - Phân loại: + Giống linh kiện điện tử thiết bị điện khác, bóng bán dẫn phân loại chủ yếu dựa cấu trúc chúng Do đó, chia bóng bán dẫn thành hai loại Transistor NPN - Đây bóng bán dẫn bao gồm bán dẫn dương ghép nối hai bán dẫn cơng suất âm Bóng bán dẫn sử dụng khuếch đại, cuộn cảm ngành công nghiệp điện tử, cổng kỹ thuật số điện tử kỹ thuật số - Để hoạt động loại bóng bán dẫn NPN phải kích hoạt cách sử dụng điện áp bổ sung 14 0 Transistor PNP - Transistor lưỡng cực kết hợp hai chất bán dẫn - Loại bóng bán dẫn chứa lớp bán dẫn loại N (làm đầu cuối sở) hai lớp bán dẫn loại P Bóng bán dẫn - PNP hoạt động cực phát nối đất thu kết nối với nguồn điện - Ký hiệu: - Nguyên lý hoạt động Transistor: đơn giản, đặt điện chiều vào chân B (điện kích hoạt) chân E-C thơng dây dẫn bình thường + Ta cấp nguồn chiều UCE vào hai cực C E (+) nguồn vào cực C (-) nguồn vào cực E + Cấp nguồn chiều UBE qua công tắc trở hạn dịng vào hai cực B E , cực (+) vào chân B, cực (-) vào chân E + Khi công tắc mở , ta thấy rằng, hai cực C E cấp điện khơng có dịng điện chạy qua mối CE ( lúc dòng IC = ) + Khi cơng tắc đóng, mối P-N phân cực thuận có dịng điện chạy từ (+) nguồn UBE qua cơng tắc => qua R hạn dịng => qua mối BE cực (-) tạo thành dòng IB - Ngay dòng IB xuất => có dịng IC chạy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng, dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng IB - Như rõ ràng dịng IC hồn tồn phụ thuộc vào dòng IB phụ thuộc theo cơng thức Ic = β.IB 15 0 Trong đó: Ic: dòng chạy qua mối CE IB: dòng chạy qua mối BE Β: hệ số khuyếch đại Transistor Giải thích : Khi có điện áp UCE điện tử lỗ trống vượt qua mối tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện, xuất dòng IBE lớp bán dẫn P cực B mỏng nồng độ pha tạp thấp, số điện tử tự từ lớp bán dẫn N ( cực E ) vượt qua tiếp giáp sang lớp bán dẫn P( cực B ) lớn số lượng lỗ trống nhiều, phần nhỏ số điện tử vào lỗ trống tạo thành dòng IB phần lớn số điện tử bị hút phía cực C tác dụng điện áp UCE => tạo thành dòng ICE chạy qua Transistor + MOSFET: - Cấu tạo: + Mosfet sử dụng cấu trúc bán dẫn cho phép điều khiển điện áp với dòng điều khiển cực thấp + Cấu trúc kênh N-Mosfet ngược: G (Cổng): Cực cổng G cực điều khiển, ngăn cách hồn tồn với phần cịn lại cấu trúc bán dẫn lớp điện môi mỏng, có độ cách ly lớn làm silicon dioxide Carrier - MOSFETs chân G chân S chân G có điện trở lớn Điện trở cực D cực S phụ thuộc vào hiệu điện cực G cực S (UGS) - Đối với điện áp UGS = 0, điện áp UGS> 0, trường tác dụng lên từ RDS - Khi điện trở giảm điện áp UGS tăng, RDS giảm sức đề kháng 16 0 - Phân loại: - Hiện có hai loại MOSFET phổ biến - N-MOSFET: Chỉ hoạt động công suất cổng 0, điện tử bên tiếp tục hoạt động chúng bị ảnh hưởng công suất đầu vào - P-MOSFET: Các electron bị chặn điện áp cổng tăng lên - Nguyên lý làm việc: - Mosfet hoạt động hai chế độ đóng mở MOSFET chuyển đổi tần số cao phần tử mang điện tích Tuy nhiên, vấn đề kiểm soát quan trọng thời gian chuyển đổi ngắn - Đối với kênh P: Điện áp điều khiển mở MOSFET Ugs0 Dòng điện chạy từ S đến D - Đối với kênh N: điện áp điều khiển khởi động MOSFET Ugs> Điện áp điều khiển cuối Ugsandlt; = Dòng điện chạy từ D đến S - Đối với thời gian chuyển đổi ngắn nhất, điện áp khóa MOSFET kênh N Ugs = V kênh P Ugs = ~ Trên nguyên lý hoạt động – làm việc điều khiển dịng cơng suất số linh kiện bán dẫn 3.1.2 Vật liệu có cấu trúc nano: - Vật liệu có kích thước nhỏ nanomet với đặc tính hoạt tính đặc biệt Đây thiết bị y tế dễ dàng thao tác quy mô nano để thâm nhập vào c thể sống để phát điều trị bệnh; vật liệu công nghệ nano để cải thiện nông nghiệp; 17 0 giải pháp công nghệ nano cho vấn đề lượng; ví dụ, vật liệu cấu trúc nano để lọc xử lý nước Ứng dụng công nghệ nano ngành điện tử – học - Công nghệ nano giúp sản xuất linh kiện nano điện tử với tốc độ xử lý cao, chẳng hạn như:  Sản xuất máy tính nano hệ  Chế tạo thiết bị lưu trữ thông tin vi mô vật liệu nano  Sản xuất hình máy tính điện thoại  Chế tạo vật liệu nano siêu nhẹ siêu cứng  Sản xuất thiết bị ô tô, máy bay tàu vũ trụ - Ứng dụng công nghiệp thực phẩm công nghệ nano: Ngành công nghiệp quần áo lĩnh vực mà cơng nghệ nano thay đổi mùi vị nâng cao giá trị dinh dưỡng loại thực phẩm  Ngoài ra, việc làm chất liệu bảo quản thực phẩm có khả diệt khuẩn giúp bảo quản thực phẩm lâu gấp nhiều lần, bạn thấy loại tủ lạnh, chí số hộp thực phẩm cao cấp cịn tráng lớp nano bạc bên Hiện người phát triển hạt nano với đặc tính sinh học sử dụng để hỗ trợ chẩn đoán bệnh, phân phối thuốc, tiêu diệt tế bào ung thư,… cấp độ phân tử tế bào - Ứng dụng môi trường công nghệ nano  Công nghệ nano giúp thay chất nhiễm, vật liệu quy trình sản xuất truyền thống quy trình nhỏ gọn, tiết kiệm lượng, giảm tác động đến môi trường Đặc biệt,  Sản xuất thành công màng lọc nano góp phần lọc phần tử gây nhiễm chất hấp phụ chất xúc tác nano để xử lý chất thải nhanh chóng hồn chỉnh Trên thị trường có sản phẩm - Ứng dụng công nghệ nano vào xây dựng:  Ngôi nhà công nghệ nano xây dựng Sydney, Australia thu hút quan tâm nhiều tổ chức lợi nhuận phi lợi nhuận giới Ngôi nhà 18 0 tự cung tự cấp cung cấp môi trường hoạt động hiệu chi phí bảo trì thấp Mái nhà kim loại phủ lớp vật liệu nano điều chỉnh nhiệt độ cân khí hậu nhà 19 0 TÀI LIỆU THAM KHẢO thegioididong.com (2022, 09, 22) thegioididong.com Retrieved from Công nghệ, vật liệu Nano gì? Ứng dụng sống? https://www.thegioididong.com/hoi-dap/cong-nghe-nano-la-gi-vat-lieu-nano-la-giung-dung-trong-1340241 Công nghệ Nano: Bước tiến vĩ đại cách mạng khoa học công nghệ 4.0 (2022, 8, 6) Retrieved from BLOGANCHOI: https://bloganchoi.com/cong-nghe-nano-cach-mang-khoa-hoc-cong-nghe-40/#gsc.tab=0 dobaoho.net n.d Lịch sử công nghệ NANO [ONLINE] Available at: https://dobaoho.net/lich-su-cong-nghe-nano [Accessed 25 September 2022] Lhhkhktbinhduong.vn n.d Liên Hiệp Hội Khoa học Kỷ thuật tỉnh Bình Dương (27/06/2019) [ONLINE] Available at: http://lhhkhktbinhduong.vn/News/lc/4015/tinh-chat-cua-cac-hat-nano-tren-co-so-cacvat-lieu-ban-dan [Accessed 25 September 2022] Vi.wikipedia.org n.d [ONLINE] Available at: https://vi.wikipedia.org/wiki/C%C3%B4ng_ngh%E1%BB%87_nano [Accessed 25 September 2022] Sketchvietnam.com 2020 Ứng dụng công nghệ Nano sống [ONLINE] Available at: https://sketchvietnam.com/news/ung-dung-cong-nghe-nano-trong-cuocsong.html [Accessed 27 September 2022] Linh kiện điện tử TDC 2021 MOSFET ? - Hiểu rõ Transistor hiệu ứng trường phút [ONLINE] Available at: https://dientu5ngay.com/mosfet-la-gi-hieu-rotransistor-hieu-ung-truong-trong-5-phut/ [Accessed 27 September 2022] 20 0 HIỆP CÁC HỘI KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT NGHỆ AN, L., 2022 CÔNG NGHỆ NANO - CÔNG NGHỆ CỦA THẾ KỈ 21 [ONLINE] LIÊN HIỆP CÁC HỘI KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT NGHỆ AN Available at: https://lienhiepkhktnghean.org.vn/index.php/thong-tin-khoa-hoc/nghien-cuu-va-ungdung-khoa-hoc-va-cong-nghe/cong-nghe-nano-cong-nghe-cua-the-ki-21-170.html [Accessed 27 September 2022] 21 0 ... Tìm hiểu vật liệu bán dẫn với cơng nghệ nano ngày nay. Khái niệm tính chất, lịch sử phát triển cơng nghệ nano tính chất vật lý, tính dẫn điện, lý thuyết ngun lý điều khiển dịng cơng suất vật liệu. .. ? ?Tìm hiểu vật liệu bán dẫn với cơng nghệ nano ngày nay. Khái niệm tính chất, lịch sử phát triển cơng nghệ nano tính chất vật lý, tính dẫn điện, lý thuyết ngun lý điều khiển dịng cơng suất vật liệu. .. Đưa lý thuyết – khái niện về: “ Vật bán dẫn với công nghệ nano ngày nay? ?? - Giải thích tính chất, biết lịch sử hình thành phát triển cơng nghệ nano - Hiểu dược tính chất vật lý, tính dẫn điện, lý