Подробности работы опубликованы в высокорейтинговом научном журнале Materials Today Physics, сообщила пресс-служба ИФП.
«Мы работаем над созданием новых полупроводниковых наноструктур на базе материалов IV группы для фотоприемников и излучателей ИК-спектра. Их особенностью является принципиальная совместимость с современной технологией массового производства электронных компонентов на основе кремния. Такая совместимость достигается благодаря использованию для создания наноструктур германия и олова – химических элементов из той же группы таблицы Менделеева, что и кремний», – рассказал доцент кафедры микро- и наноэлектроники СПбГЭТУ Дмитрий Фирсов.
Получением нового материала на основе германий-кремний-олова (Ge-Si-Sn) занимались ученые ИФП «Методом молекулярно-лучевой эпитаксии мы сформировали гетероструктуры в основе которых лежит недорогая кремниевая подложка. На ней были выращены кристаллические слои материалов, состоящих сразу из нескольких химических элементов: кремния, германия и олова (Ge-Si-Sn), разделенные кремниевыми барьерами», – пояснил старший научный сотрудник ИФП Вячеслав Тимофеев.
Для достижения характеристик устройств, удовлетворяющих современным требованиям, необходимо создание новых подходов и технологий, которые повысят эффективность взаимодействия света с веществом. Перспективное решение этой проблемы – интеграция новых материалов на основе Ge-Si-Sn с искусственными электромагнитными средами.
«С этой целью мы разработали фотонные кристаллы, представляющие собой периодически расположенные массивы цилиндрических отверстий, сопряженных с гетероструктурами GeSiSn/Si. Массив цилиндрических отверстий формировался методом электронно-лучевой литографии. Фотонный кристалл — это искусственно созданная, пространственно упорядоченная среда, в которой коэффициент преломления меняется в масштабах, сопоставимыми с длинами волн излучения. Другими словами, фотонный кристалл пропускает или отражает фотоны с определенными энергиями, выступает своеобразным фильтром для фотонов разной энергии», – добавил Тимофеев.
Полученные наноструктуры передали в СПбГЭТУ для детального изучения параметров полупроводниковых материалов и возможных структурных дефектов. Ученые получили структуры на основе Ge-Si-Sn перспективные для создания фотоприемников и источников излучения в коротковолновом инфракрасном диапазоне.
«Благодаря новому классу материалов Ge-Si-Sn будет расширен рабочий спектральный диапазон устройств нанофотоники, в том числе элементов интегральной фотоники, систем полностью оптической обработки информации и волоконно-оптических линий связи нового поколения», – рассказал Дмитрий Фирсов.
