Ученые СПбГУ и СПбАУ увеличили эффективность полупроводниковых наноструктур для оптоэлектроники

10 октября 2024, 14:44

Специалисты Санкт-Петербургского государственного университета и Академического университета им. Ж.И. Алферова увеличили интенсивность фотолюминесценции, то есть эффективность излучения света из нитиевидного нанокристалла с квантовой точкой внутри, что позволит создавать более эффективные оптоэлектронные приборы. Об этом рассказал руководитель лаборатории НПМКИТ СПбГУ и старший научный сотрудник лаборатории эпитаксиальных нанотехнологий СПбАУ Родион Резник на XVI Российской конференции по физике полупроводников.

В лабораториях «новых полупроводниковых материалов для квантовой информатики и телекоммуникаций» СПбГУ и «эпитаксиальных нанотехнологий» СПбАУ ученые выращивают наноструктуры для широкого круга применений: в квантовой криптографии и вычислениях, микроэлектронике, оптоэлектронике, медицине и других сферах. Наноструктуры, в числе которых квантовые нити, квантовые точки, квантовые ямы.

Эти структуры получают методом молекулярно-пучковой эпитаксии. Выращивают их на различных поверхностях, в том числе, на пластинах кремния – ключевого материала для микроэлектроники. Поверхность кремния предварительно очищают химическим методом, после чего помещают в установку молекулярно-пучковой эпитаксии и с помощью источников особо чистых материалов выращивают наноструктуры в условиях вакуума.

Специалисты лабораторий обладают навыками по выращиванию одних наноструктур внутри других - квантовых точек внутри нитиевидных нанокристаллов. За счет этого можно создавать эффективные приборы, например, в области квантовых технологий. Причем, изменяя условия роста, а, соответственно, размеры наноструктур, можно управлять и их физическими свойствами.

«Мы постарались улучшить свойства наноструктур с квантовой точкой внутри нитевидного нанокристалла, в частности интенсивность фотолюминесценции. Для этого можно как оптимизировать технологию формирования таких объектов, так и улучшить свойства уже сформированных наноструктур. Например, на уже готовые нитевидные нанокристаллы с квантовыми точками мы нанесли раствор коллоидных квантовых точек. При этом интенсивность излучения из таких гибридных наноструктур увеличилась более чем в 10 раз. Известно, что существуют механизмы переноса энергии из коллоидных квантовых точек в другие наноструктуры. Таким образом, можно сказать, что сформированные наноструктуры получают больше «питания» для эффективного излучения света. В нашем случае помогает и химическая оболочка коллоидных квантовых точек (лиганд), которая взаимодействует с поверхностью нитевидного нанокристалла», – рассказал старший научный сотрудник лаборатории эпитаксиальных нанотехнологий СПбАУ Родион Резник.

Помимо этого, в рамках доклада были представлены результаты исследований по улучшению однородности размеров массивов нитевидных нанокристаллов с квантовыми точками. Для этого учёными был разработан новый подход к упорядоченному синтезу наноструктур.

---

XVI Российская конференция по физике полупроводников проходит 7-10 октября на базе Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе и Академического университета им. Ж.И. Алферова. В конференции принимают участие свыше 360 учёных и специалистов из 18 городов России и других стран, в том числе Великобритании, Азербайджана, Китая.

автор - Андрей БЕРЁЗКИН