Ученые МФТИ начали вести работу над «невозможным» феноменом в полупроводниках

Физики из Московского физико-технического института (МФТИ) достигли важного научного прорыва, доказав возможность применения одного из ключевых принципов работы лазеров и светодиодов в «идеальных» полупроводниковых материалах. Ранее это считалось технически неосуществимым.

Дмитрий Федянин, учёный из МФТИ, объяснил, что в отличие от обычных полупроводниковых материалов, таких как кремний и германий, где эффект наблюдается только при экстремально низких температурах, в чистых материалах, таких как алмаз и нитрид галлия, этот эффект можно достичь при комнатной температуре. Это открытие открывает новые возможности для использования уникальных свойств этих материалов в различных технологиях.

Группа под руководством Федянина работает над созданием инновационных источников света, исследуя редкие и необычные материалы. Два года назад они разработали фотонные источники, работающие на основе алмазов с примесями, которые генерируют одиночные фотоны при комнатной температуре. В 2018 году учёные использовали материалы из абразивной промышленности для создания сверхбыстрых лазеров с потенциалом применения в высокоскоростных коммуникациях.

Недавнее открытие подтверждает перспективность алмазов для разработки недорогих, компактных и высокоэффективных полупроводниковых лазеров. Раньше считалось, что низкая концентрация носителей заряда в алмазах и других чистых полупроводниковых материалах ограничивает их практическое использование.

Советские и немецкие учёные показали, что эту проблему можно решить, создавая многослойные структуры из полупроводниковых материалов с особыми свойствами. В таких структурах концентрация носителей заряда значительно возрастает в центральной области или на границах между слоями. Этот феномен, известный как суперинжекция, широко используется в современных полупроводниковых лазерах. Раньше считалось, что суперинжекция возможна только при взаимодействии материалов с разным химическим составом.