Ученые описали этапы формирования объемного «рисунка» на поверхности кристаллического кремния под действием лазерного излучения. Такой «рисунок» улучшает способность материала поглощать свет, поэтому полученные в результате лазерной обработки образцы кремния позволили авторам сконструировать датчик света, чувствительность которого в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн в два раза превышает характеристики прибора на основе обычного кремния.

На таких длинах волн сигнал в кварцевом оптоволокне ослабевает гораздо меньше, поэтому предложенное устройство можно будет использовать для усовершенствования оптоволоконных сетей, обеспечивающих интернет-соединение.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Advanced Materials Technologies.

Практически все микросхемы в телефонах, компьютерах и других электронных устройствах состоят из кремния, образующего однородные по своей структуре кристаллы — так называемые монокристаллы. Кроме того, кремний лежит в основе солнечных панелей, датчиков освещения и фотодетекторов, используемых в оптоволоконных линиях связи. В таких устройствах важна способность кремния поглощать падающее на него излучение и преобразовывать его в электричество. Так, чем лучше материал поглощает свет, тем выше чувствительность устройства.

Исследования показали, что повысить эту способность можно благодаря лазерной обработке поверхности кремния, с помощью которой формируется объемный «рисунок», похожий на гравировку. Однако, несмотря на то, что ученые уже пытаются повысить чувствительность фотодатчиков с помощью такого подхода, процесс формирования «рисунка» на поверхности кремния остается не до конца понятным. Это не позволяет тонко настраивать свойства кристалла с помощью лазерной обработки.

Исследователи из Института автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН (Владивосток) с коллегами из Федерального научно-исследовательского центра «Кристаллография и фотоника» РАН (Самара), Исследовательского института CIC nanoGUNE (Испания) и Университета прикладных наук в Мюнстере (Германия) описали, как поверхность монокристаллического кремния изменяется при обработке лазером.