Поделиться
Россияне создали новый экологичный материал для оптоэлектроники
Специалисты СПбГЭТУ «ЛЭТИ» и ИФП СО РАН изобрели, синтезировали и протестировали полупроводниковые наноструктуры для оптоэлектроники. Новая технология позволит не использовать такие вредные вещества, как ртуть и мышьяк; сделает процесс производства более экономным.
Цель — новый технологический уровень
Специалисты Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» (СПбГЭТУ «ЛЭТИ») и Института физики полупроводников Сибирского отделения РАН (ИФП СО РАН) создали и протестировали новый экологичный материал для оптоэлектроники, сообщил ТАСС.
Новые полупроводниковые наноструктуры для фотоприемников и излучателей ИК-спектра экологичнее прежних, так как при их производстве не используются ртуть и мышьяк. Технология может применяться на разных типах производств электронных компонентов и отличается высокой эффективностью.
Цель исследований — создание новых типов полупроводниковых материалов для внедрения в массовое производство оптоэлектронных компонентов, выход на новый уровень технологий в этой отрасли. Результаты опубликованы в научном журнале Materials Today Physics. Разработка ученых была поддержана грантом Российского научного фонда (РНФ).
Суть открытия
По сравнению с традиционно используемыми полупроводниковыми соединениями новые наноструктуры не только могут быть встроены напрямую в интегральные оптоэлектронные схемы, но и являются более экологичными благодаря отсутствию таких компонентов, как ртуть и мышьяк, рассказал агентству доцент кафедры микро- и наноэлектроники ЛЭТИ Дмитрий Фирсов.
Уникальные характеристики разработки обеспечивает сочетание кремния, германия и олова; составляющее основу материала. Недорогая кремниевая подложка также позволяет сделать процесс экономным, пояснил агентству Вячеслав Тимофеев, один из авторов работы, старший научный сотрудник ИФП СО РАН, сотрудники которого занимались синтезированием материала.
Гетероструктуры на основе этих элементов создали методом молекулярно-лучевой эпитаксии — наращивания упорядоченных слоистых структур в условиях вакуума. Далее, путем травления на полученных пластинах, формировались фотонные кристаллы, которые позволяют преобразовать электрический сигнал в оптический и обратно.
Ученые СПбГЭТУ «ЛЭТИ» протестировали полученный материал для с помощью специального оборудования. Тесты показали, что созданные фотоприемные структуры позволяют генерировать и обнаруживать инфракрасное излучение в спектральной области, недоступной для традиционной кремниевой электроники.
Перспективы применения
Технология использует доступные и экологичные материалы и широко распространенные производственные технологии. Благодаря этому она может быть оперативно внедрена в промышленность.
«Данные фотоприемники могут найти применение в системах оптической передачи информации, а также в тепловизорах, газоанализаторах и различных других сенсорах», — отметил Фирсов. Сейчас ведется разработка устройств на основе новых структур.
Разработки ЛЭТИ
Это не первая прорывная разработка института. В июле 2023 г. CNews писал о том, что в СПбГЭТУ «ЛЭТИ» построили антенну для сотовых сетей 5G, способную усиливать микроволновый сигнал в направлении скопления абонентов. Со слов разработчиков, большинство элементов антенны собраны из отечественных или коммерчески доступных компонентов, иностранные специалисты или эксперты из других научных учреждений к данной разработке не привлекались.
В середине марта 2023 г. ученые ЛЭТИ показали СВЧ-антенну для массового производства систем связи стандарта 5G. По ряду характеристик, в том числе по своей стоимости и умению работать в широком диапазоне сверхвысоких частот, эта антенна не имеет аналогов во всем мире, утверждают авторы проекта.
Короткая ссылка
