Перспективный материал для создания лазеров и датчиков разработали в Санкт-Петербурге | Новости науки
Российские ученые впервые получили высококачественные кристаллы нитрида индия на кремнии.
Это удалось сотрудникам Санкт-Петербургского национального исследовательского академического университета имени Ж. И. Алфёрова РАН, входящего в консорциум Центра компетенций Национальной технологической инициативы «Фотоника».
Как объясняют исследователи, на основе таких кристаллов можно создать фотодетекторы ближнего ИК диапазона, датчики газа, устройства передачи информации на дальние расстояния по оптоволоконным линиям связи, устройства квантовых телекоммуникаций и фотонных интегральных схем. Об этом сообщили в пресс-службе Центра компетенций НТИ «Фотоника».
«Основной трудностью в практическом применении нитрида индия является высокая концентрация дефектов и примесей в формируемых кристаллах. В связи с этим долгое время считалось, что данный полупроводник обладает шириной запрещенной зоны порядка 1.8-2.1 эВ и только в 2000-х годах В. Ю. Давыдом в ФТИ им. А. Ф. Иоффе было показано, что фундаментальная ширина запрещенной зоны составляет около 0.65 эВ, а предыдущие результаты обусловлены низким кристаллическим качеством образцов. В нашей работе нам удалось приблизиться к фундаментальной ширине запрещенной зоны данного материала, что говорит о его крайне высоком качестве. Полученный результат является рекордным в России», — рассказал научный сотрудник лаборатории эпитаксиальных нанотехнологий Алфёровского университета Владислав Гридчин.
Диапазон излучения нитрида индия — около 1.5-2 мкм, это делает возможным использование кристаллов нитрида индия для систем метеодатчиков и детектирования различных газов. Переход к квантово-размерным структурам, размер которых обычно составляет единицы нанометров, таким как квантовые точки, позволит создавать эффективные лазеры для передачи информации по оптоволоконным линиям связи.
Немаловажно, что российская разработка дешевле зарубежных аналогов более чем в пять раз.
«Наше решение определенно имеет выигрыш с точки зрения коммерциализации. Развиваемая технология выгоднее по причине использования подложек кремния. Так, например, на сегодняшний день, цены на подложки следующие: подложки кремния — от ~5 $/шт.; подложки GaAs, традиционно используемые для создания лазеров в ближнем ИК диапазоне — от ~80 $/шт.», — подчеркнул Владислав Гридчин.