Квази-1D наноструктуры для интегральной нанофотоники

21 век – время бурного развития информационных технологий. Современные тенденции в интегральной электронике таковы, что системам обработки и передачи сигнала потребитель диктует все более жесткие требования так как, объемы данных растут, а передавать их нужно быстрее. Ведущие мировые производители устройств на основе электрических интегральных схем, такие как Intel, Samsung и т.д. по-прежнему радуют покупателей, но, как известно, кремниевая электроника уже практически достигла предела своих возможностей.

Альтернативой этому является интегральная нанофотоника. Казалось бы, отработанная кремниевая технология позволит полностью удовлетворить все технические запросы, однако у нее есть ряд существенных недостатков: низкий контраст показателей преломления, невозможность создания активных излучателей, слабая локализация электромагнитного поля и т.д. Перспективным решением данных задач является разработка элементной базы интегральной нанофотоники на основе нитевидных нанокристаллов (ННК) А3Б5.

ННК – наноструктуры, латеральные размеры которых составляют несколько сотен нанометров, а продольные могут достигать нескольких десятков микрон. Особенности ростовой технологии позволяют синтезировать ННК сложной структуры высокого кристаллического совершенства на дешевых кремниевых подложках. Все это в совокупности с высоким коэффициентом преломления, специфической геометрией и широкими возможностями в выборе материалов и конфигурации открывают новые возможности в управлении электромагнитным полем в наномасштабе.

Основной целью данного проекта является изучение и анализ оптических параметров ННК А3Б5. Мы изучим принципы распространения электромагнитных волн в волноводной структуре, физику резонатора Фабри-Перо, механизмы фотолюминесценции в полупроводниках. В ПО Ansys Lumerical численно рассчитаем пространственное распределение электромагнитных полей внутри ННК и проанализируем его влияние на наличие волноводного эффекта и фотолюминесценцию. Полученные результаты проверим экспериментально с помощью оптической микроскопии и микроспектроскопии фотолюминесценции.

Руководитель — Алексей Кузнецов