Голландские ученые разработали способ варьирования электрических и оптических характеристик с помощью изменения толщины тонких полупроводниковых кристаллических слоев, являющихся компонентами нанопроводов светоизлучающих устройств (light-emitting devices, LED). Оптимизация структуры компонентов LED является важной задачей в развитии перспективных технологий в электронике и оптике

Недавно проведенные исследования показали возможность изменения расстояний между слоями в нанопроводах из фосфида индия при внедрении в упорядоченную структуру кристаллов переменного состава «суперслоя». Более десяти лет потребовалось ученым чтобы понять, как подобные структуры можно сделать применимыми в оптике, и сейчас ученые работают над усовершенствованием толщины полупроводникового сегмента для улучшения оптических свойств нанопроводов.

Контроль параметров создаваемых нанопроводов важен для получения необходимых электрических и оптических характеристик LED

Ученые сделали предположение о том, что поместив «суперслой» в некоторые нелюминесцентные материалы можно добиться возникновения в них светоизлучающих свойств. Работу над этой концепцией провели ученые исследовательского центра Philips в Эйндховене (Нидерланды), ее результаты были опубликованы недавно в журнале Nature.

Авторы работы исследовали два фактора – диаметр нанопроводов и влияние допирования (добавок, изменяющих полупроводниковые свойства) на расстояние между образующимися полосами. Кристаллы допировали цинком с целью увеличения проводимости, контролируя при этом ширину получающихся полос. Послойный рост кристаллов, обнаруженный учеными в процессе исследований, дает дополнительные преимущества в контролировании процесса получения необходимых характеристик материала.

Подобные закономерности ученые надеются найти и в процессах образования нанопроводов из фосфида галлия – еще одного перспективного LED-материала. Фосфид галлия ученые намерены применять как источник зеленой люминесценции, но до сих пор зеленое свечение получали лишь используя смесь фосфидов индия и галлия, в то время как применение смеси материалов ученые рассматривают как весьма нежелательное в связи с ограниченной эффективностью таких материалов. Поэтому для ученых наиболее актуален поиск системы, основанной на одном типе полупроводника.

Лу-Фе Фейнер (Lou-Fé Feiner), один из соавторов работы, рассказывает, что группа продолжает рассматривать всевозможную значимость и применимость найденных свойств материалов, хотя уже очевидно, что химическая база разработанного подхода может быть использована для получения нанопроводов различного типа, а детальное изучение свойств получаемых нанопроводов окажется чрезвычайно важно при создании элементов электроники, таких как транзисторы.

«Такой тип подхода «bottom-up» (современный подход в создании микроструктур, основанный на добавлении различных атомов и дальнейшей возможной самоорганизуемостью микроструктуры) позволяет получать кристаллы высокого качества, возможно даже более дешевые, – комментирует эксперт по наноструктурам из университета Дублина Джордж Дьюзберг (Georg Duesberg), – Однако не стоит забывать, что стандартный «top down» подход (альтернативный подход, основанный на добавлении чистых компонентов и применяемый в нанолитографии), используемый для создания кремниевых структур прочно вошел в современную технологию изготовления электроники и его будет сложно потеснить».

Мария Костюкова