Кремниевые светодиоды с встроенными нанокристаллитами дисилицида кремния
Название разработки
Кремниевые светодиоды с встроенными нанокристаллитами дисилицида кремния.
Новизна
Для формирования встроенных нанокристаллитов b-FeSi2 впервые были использованы методы твердофазной эпитаксии и сочетание твердофазной эпитаксии и реактивной эпитаксии. Впервые получены спектры электролюминесценции таких структур при комнатной температуре.
Назначение
Улучшение термоэлектрических и оптических свойств кремниевых гетероструктур.
Описание, характеристики
В светодиодах с нанокристаллитами, сформированными комбинацией твердофазной эпитаксии и реактивной эпитаксии, наблюдается заметная электролюминесценция до температуры не выше 70К, а высококачественные бездефектные светодиоды с нанокристаллитами, сформированные методом твердофазной эпитаксии, впервые продемонстрировали интенсивную электролюминесценцию при 300К в диапазоне энергий 0.78-1.08 эВ при плотностях тока накачки менее 1 А/см2.
Научная и практическая значимость
Применение возможно в твёрдотельной электронике, в термоэлектрических преобразователях и кремниевой фотонике.
Преимущества перед известными аналогами
Группой профессора Суемасу разработаны кремниевые гетероструктуры со встроенными нанокристаллитами β-FeSi2 больших размеров (>100нм). Нанокристаллиты были получены путем длительного высокотемпературного отжига (850°С, 8-20 часов) эпитаксиальных слоев β-FeSi2, полученныхметодом реактивной эпитаксии толстых слоев (около 3 нм и более) железа. Большой размер нанокристаллитов приводит к образованию на гетерограниценанокристаллит/кремний большой концентрации точечных дефектов, которые ухудшают как оптические, так и электрические параметры гетероструктуры в целом. В отличие от похода группы Суемасу наш метод позволяет не использовать высокотемпературный отжиг, а вместо этого использовать твердофазную эпитаксию тонких слоев (около 0.2 нм) железа при температуре 630°С. При этом размеры нанокристаллитов получаются менее 100 нм (в среднем около 40 нм), что существенно сокращает концентрацию точечных дефектов готовых гетероструктур.
Область(и) применения
Наноматериалы и наноэлектроника для термоэлектрических преобразователей и оптических межсоединений в интегральных микросхемах.
Правовая защита
Нет.
Стадия готовности к практическому использованию
НИР. Созданы кремниевые светодиоды со встроенными в р-слой кремния нанокристаллитами b-FeSi2 с использованием методов твердофазной эпитаксии и комбинации твердофазной эпитаксии и реактивной эпитаксии.
Авторы
Галкин Н.Г., Чусовитин Е.А., Горошко Д.Л., Шевлягин А.В., Саранин А.А.