Piezotronics and Piezo-Phototronics

اصل بنیادی پیزوترونیک و پیزو فتوترونیک به ترتیب توسط وانگ در سال 2007 و 2010 معرفی شدند. به دلیل پلاریزاسیون یون‌ها در کریستالی که دارای تقارن غیر مرکزی در موادی مانند ZnO، GaN و InN با ساختار wurtzite است، با اعمال تنش، یک پتانسیل پیزوالکتریک (پیزو پتانسیل) در کریستال ایجاد می‌شود. به دلیل دارا بودن همزمان خواص پیزوالکتریک و نیمه هادی، پیزو پتانسیل ایجاد شده در کریستال تأثیر قوی بر حمل و نقل حامل در رابط / اتصال دارد. Piezotronics برای دستگاه هایی است که با استفاده از پتانسیل پیزو به عنوان ولتاژ "دریچه" برای کنترل حمل و نقل حامل بار در یک تماس یا اتصال ساخته می شوند. اثر پیزو فتوترونیک از پتانسیل پیزو برای کنترل تولید حامل، انتقال، جداسازی و/یا نوترکیب برای بهبود عملکرد دستگاه‌های اپتوالکترونیکی مانند آشکارساز فوتون، سلول خورشیدی و LED استفاده می‌کند. عملکرد ارائه شده توسط پیزوترویکس و پیزو فتوترونیک مکمل فناوری CMOS است. ادغام موثری از دستگاه های پیزوترونیک و پیزو فتوترونیک با فناوری CMOS مبتنی بر سیلیکون وجود دارد. کاربردهای منحصربه‌فردی را می‌توان در زمینه‌هایی مانند رابط انسان و رایانه، سنجش و فعال‌سازی در نانوروباتیک، امضاهای الکترونیکی هوشمند و شخصی، MEMS/NEMS هوشمند، نانورباتیک و علوم انرژی یافت. این کتاب اصول پیزوترونیک و پیزو فوتوترونیک و کاربردهای پیشرفته را معرفی می کند. این به محققان، مهندسان و دانشجویان تحصیلات تکمیلی راهنمایی می کند.

The fundamental principle of piezotronics and piezo-phototronics were introduced by Wang in 2007 and 2010, respectively. Due to the polarization of ions in a crystal that has non-central symmetry in materials, such as the wurtzite structured ZnO, GaN and InN, a piezoelectric potential (piezopotential) is created in the crystal by applying a stress. Owing to the simultaneous possession of piezoelectricity and semiconductor properties, the piezopotential created in the crystal has a strong effect on the carrier transport at the interface/junction. Piezotronics is for devices fabricated using the piezopotential as a “gate” voltage to control charge carrier transport at a contact or junction. The piezo-phototronic effect uses the piezopotential to control the carrier generation, transport, separation and/or recombination for improving the performance of optoelectronic devices, such as photon detector, solar cell and LED. The functionality offered by piezotroics and piezo-phototronics are complimentary to CMOS technology. There is an effective integration of piezotronic and piezo-phototronic devices with silicon based CMOS technology. Unique applications can be found in areas such as human-computer interfacing, sensing and actuating in nanorobotics, smart and personalized electronic signatures, smart MEMS/NEMS, nanorobotics and energy sciences. This book introduces the fundamentals of piezotronics and piezo-phototronics and advanced applications. It gives guidance to researchers, engineers and graduate students.