Специалисты Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» (СПбГЭТУ «ЛЭТИ») и Института физики полупроводников Сибирского отделения РАН (ИФП СО РАН) создали и апробировали новый экологичный материал для оптоэлектроники. Технология может применяться на разных типах производств электронных компонентов и отличается высокой эффективностью, сообщил ТАСС доцент кафедры микро- и наноэлектроники ЛЭТИ Дмитрий Фирсов.

Результаты исследования опубликованы в научном журнале Materials Today Physics.

«Мы разработали новые полупроводниковые наноструктуры для фотоприемников и излучателей ИК-спектра. Их особенностью является принципиальная совместимость с современной технологией массового производства электронных компонентов на основе кремния. По сравнению с традиционно используемыми для создания инфракрасных излучателей полупроводниковыми соединениями, они не только могут быть встроены напрямую в интегральные оптоэлектронные схемы, но и являются более экологичными благодаря отсутствию таких компонентов, как ртуть и мышьяк», – рассказал Фирсов.

В основе материала лежат кремний, германий и олово, сочетание которых обеспечивает уникальные характеристики разработки. Синтезированием занимались ученые ИФП СО РАН. Гетероструктуры на основе этих элементов создали методом молекулярно-лучевой эпитаксии – наращивания упорядоченных слоистых структур в условиях вакуума. Далее путем травления на полученных пластинах формировались фотонные кристаллы, которые позволяют преобразовать электрический сигнал в оптический и обратно. Как пояснил ТАСС один из авторов работы, старший научный сотрудник ИФП СО РАН Вячеслав Тимофеев, в основе материала лежит недорогая кремниевая подложка, что также позволяет сделать процесс экономным.

Ученые СПбГЭТУ «ЛЭТИ» протестировали полученный материал для с помощью специального оборудования. Тесты показали, что созданные фотоприемные структуры позволяют генерировать и обнаруживать инфракрасное излучение в спектральной области, недоступной для традиционной кремниевой электроники.

«Мы получили полностью работоспособные структуры для создания фотоприемников и источников излучения. Сейчас мы ведем разработки устройств на их основе. В перспективе такая технология может быть оперативно внедрена в промышленность, поскольку мы использовали доступные и экологичные материалы и широко распространенные производственные технологии. Данные фотоприемники могут найти применение в системах оптической передачи информации, а также в тепловизорах, газоанализаторах и различных других сенсорах», – отметил Фирсов.

Разработка ученых была поддержана грантом Российского научного фонда (РНФ). Цель этих исследований – создание новых типов полупроводниковых материалов для внедрения в массовое производство оптоэлектронных компонентов, которые позволили бы выйти на новый опережающий уровень технологий в этой отрасли.