Лучшие проекты учёных Алфёровского университета за 2023 год 

Проект Лаборатории возобновляемых источников энергии, 
руководитель – научный сотрудник, к.ф.-м.н. Дворецкая Л.Н. 
Исследование процессов рекомбинации в полупроводниковом материале GaPNAs, синтезированном на подложках Si и создание прозрачных свето-фотодиодных матриц на его основе 

На настоящий момент повышается спрос на двойные свето-фотодиоды, представляющие собой матричные элементы на прозрачной основе с общим контроллером. Полупрозрачные матричные свето-фотодиодные элементы позволят отображать актуальную информацию на прозрачных изделиях и управлять ею. Например, автомобилист в режиме реального времени может видеть сигнализирующие знаки на лобовом стекле, что может быть полезным в случае опасности и предотвратить аварию на дороге. Особенно актуальны двойные свето-фотодиоды при использовании в портативных носимых изделиях, таких как очки, а также для проекции на окнах или уличных витринах. Во время отображения информации в таких устройствах будет расходоваться накопленный заряд в батарее, а во время простоя заряд будет аккумулироваться в батарее за счет преобразования солнечного света в электроэнергию. 

Помимо этого, такие светоизлучающие диоды могут дополнить существующую линейку зеленых и синих светодиодов InGaN, работающих в соответствующих спектральных диапазонах, что
 позволит перейти к созданию RGB экранов и эффективных белых светодиодов.

Существующие прозрачные свето- и фотодиодные структуры, практически полностью выполнены из органических соединений или соединений со структурой перовскита. При этом, ключевым недостатком таких материалов является их быстрая деградация со временем по сравнению с материалами III-V группы, что делает их непригодными для большинства коммерческих приложений. Наибольший интерес для создания свето-фотодиодных структур представляет полупроводниковый твердый раствор GaPNAs. За счет добавления мышьяка и азота данный материал оптически активен, и помимо этого обладает высокой стабильностью характеристик и химической устойчивостью. Решеточное согласование твердого раствора GaPNAs с Si позволяет использовать для синтеза экономически выгодные подложки Si вместо дорогостоящих и труднодоступных GaP, что снижает стоимость производства и потенциально позволяет создавать матричные свето-фотодиодные устройства больших размеров. Исследование заключалось в определении темпа поверхностной рекомбинации в полупроводниковом материале GaNPAs, синтезированном на Si, а также в формировании матричной полупрозрачной свето-фотодиодной структуры на базе p-i-n диода GaP/GaPNAs/GaP и его характеризации.