Piezotronics
પીઝોટ્રોનિક્સ અસર નવા ઉપકરણો બનાવવા માટે ચાર્જ વાહક પરિવહન ગુણધર્મોને ટ્યુન/નિયંત્રિત કરવા માટે "ગેટ" વોલ્ટેજ તરીકે પીઝોઇલેક્ટ્રિસિટી સાથે સામગ્રીમાં બનાવેલ પીઝોઇલેક્ટ્રિક પોટેન્શિયલ (પીઝોપોટેંશિયલ) નો ઉપયોગ કરે છે. નીલ એ ડાઉનીએ દર્શાવ્યું હતું કે પીઝોઇલેક્ટ્રિક મટિરિયલ અને કાર્બન પીઝોરેસિસ્ટિવ મટિરિયલના સેન્ડવિચનો ઉપયોગ કરીને મેક્રો-સ્કેલ પર સરળ પ્રદર્શનો બનાવવાનું કેટલું સરળ હતું અને તેને 2006 માં વિદ્યાર્થીઓ માટે વિજ્ઞાન પ્રોજેક્ટના પુસ્તકમાં મૂક્યું હતું. પીઝોટ્રોનિક્સનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત 2007 માં જ્યોર્જિયા ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેકનોલોજી ખાતે પ્રોફેસર ઝોંગ લિન વાંગ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો. 2006 થી, આ અસરના આધારે ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોની શ્રેણીનું પ્રદર્શન કરવામાં આવ્યું છે, જેમાં પીઝોપોટેંશિયલ ગેટેડ ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર, પીઝોપોટેંશિયલ ગેટેડ ડાયોડ, સ્ટ્રેન સેન્સર, ફોર્સ/ફ્લો સેન્સર, હાઇબ્રિડ ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર, પીઝોટ્રોનિક લોજિક ગેટ્સ, ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ મેમરીઝ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. પીઝોટ્રોનિક ઉપકરણોને નવી સેમિકન્ડક્ટર-ઉપકરણ શ્રેણી તરીકે ગણવામાં આવે છે. પીઝોટ્રોનિક્સમાં સેન્સર, માનવ-સિલિકોન ટેકનોલોજી ઇન્ટરફેસિંગ, એમ. ઇ. એમ. એસ., નેનોરોબોટિક્સ અને સક્રિય લવચીક ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં મહત્વપૂર્ણ ઉપયોગો હોવાની શક્યતા છે. મિકેનિઝમ વુર્ટ્ઝાઇટ સ્ટ્રક્ચર્ડ ZnO, GaN અને InN જેવી સામગ્રીમાં બિન-કેન્દ્રીય સમપ્રમાણતાને કારણે, સ્ફટિકમાં તણાવ લાગુ કરીને પીઝોપોટેંશિયલ બનાવવામાં આવે છે. પીઝોઇલેક્ટ્રિસિટી અને સેમિકન્ડક્ટર ગુણધર્મોના એક સાથે કબજાને કારણે, સ્ફટિકમાં બનાવેલ પીઝોપોટેંશિયલ વાહક પરિવહન પ્રક્રિયા પર મજબૂત અસર કરે છે. સામાન્ય રીતે, પાયઝોટ્રોનિક ઉપકરણોના નિર્માણને બે વર્ગોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. અહીં આપણે ઉદાહરણ તરીકે નેનોવાયરનો ઉપયોગ કરીએ છીએ. પ્રથમ પ્રકાર એ છે કે પીઝોઇલેક્ટ્રિક નેનોવાયરને ઇલેક્ટ્રોડ દ્વારા નિશ્ચિત બે છેડા સાથે લવચીક સબસ્ટ્રેટ પર મૂકવામાં આવ્યું હતું. આ કિસ્સામાં, જ્યારે સબસ્ટ્રેટ વળેલું હોય, ત્યારે નેનોવાયર સંપૂર્ણપણે ખેંચાઈ જશે અથવા સંકુચિત થશે. પીઝોપોટેંશિયલને તેની ધરી સાથે રજૂ કરવામાં આવશે. તે સંપર્ક વિસ્તાર પર વિદ્યુત ક્ષેત્ર અથવા સ્કોટકી અવરોધ (એસ. બી.) ની ઊંચાઈમાં ફેરફાર કરશે. એક છેડે પ્રેરિત સકારાત્મક પીઝોપોટેંશિયલ એસ. બી. ની ઊંચાઈ ઘટાડશે, જ્યારે બીજા છેડે નકારાત્મક પીઝોપોટેંશિયલ તેમાં વધારો કરશે. આમ વિદ્યુત પરિવહન ગુણધર્મો બદલાશે. પીઝોટ્રોનિક ઉપકરણનો બીજો પ્રકાર એ છે કે નેનોવાયરનો એક છેડો ઇલેક્ટ્રોડ સાથે નિશ્ચિત હોય છે, જ્યારે બીજો છેડો મુક્ત હોય છે. આ કિસ્સામાં, જ્યારે નેનોવાયરને વાળવા માટે તેના મુક્ત છેડા પર બળ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે પીઝોપોટેંશિયલ વિતરણ નેનોવાયરની ધરીને લંબરૂપ હશે. પરંપરાગત ફિલ્ડ-ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરમાં ગેટ વોલ્ટેજ લાગુ કરવાની જેમ, રજૂ કરાયેલ પીઝોઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન દિશાને લંબરૂપ છે. આમ ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન ગુણધર્મો પણ બદલાશે. પીઝોટ્રોનિક્સ માટેની સામગ્રી પીઝોઇલેક્ટ્રિક સેમિકન્ડક્ટર્સ હોવી જોઈએ, જેમ કે ZnO, GaN અને InN. પીઝોઇલેક્ટ્રિસિટી, ફોટોએક્સાઇટેશન અને સેમિકન્ડક્ટર વચ્ચે ત્રિપક્ષીય જોડાણ એ પીઝોટ્રોનિક્સ (પીઝોઇલેક્ટ્રિસિટી-સેમિકન્ડક્ટર કપલિંગ), પીઝોફોટોનિક્સ (પીઝોઇલેક્ટ્રિક-ફોટોન એક્સાઇટેશન કપલિંગ), ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને પીઝોફોટ્રોનિક્સ (પીઝોઇલેક્ટ્રિસિટી-સેમિકન્ડક્ટર-ફોટોએક્સાઇટેશન) નો આધાર છે. આ જોડાણનો મુખ્ય ભાગ પીઝોઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી દ્વારા બનાવવામાં આવેલ પીઝોપોટેંશિયલ પર આધાર રાખે છે. ધ્રુવીય સેમિકન્ડક્ટર્સમાં પીઝોઇલેક્ટ્રિસિટી બિન-રેખીય પીઝોઇલેક્ટ્રિક અસરો પણ જુઓ Wurtzite-EU પ્રોજેક્ટ સંદર્ભો માઇક્રોટેકનોલોજી નેનોઇલેક્ટ્રોનિક્સ સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો