Специалисты Южного федерального университета совместно с коллегами из НИУ ВШЭ (Санкт-Петербург) установили зависимость оптических свойств квантовых точек от микрорельефа поверхности, на которой они формируются. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Surface Science.
Квантовые точки — это наноразмерные структуры, по своим оптическим характеристикам напоминающие атомы: они излучают и поглощают свет строго определенной длины волны. В отличие от настоящих атомов, их параметрами можно управлять через изменение размера и состава. Такие структуры применяют в светодиодах, лазерах, а также в источниках одиночных фотонов — элементах для квантовой связи и вычислений.
В пресс-службе вуза уточнили, что ученые сравнили три типа образцов: точки на плоской поверхности, сверхтонкие квантовые ямы и точки внутри специально вытравленных наноуглублений на рельефной подложке. Выяснилось, что при нанесении защитного слоя на плоской поверхности быстрый рост слоя «замораживает» атомы индия, сохраняя размеры точек и смещая спектр свечения в длинноволновую область. Медленное нанесение, напротив, заставляет атомы мигрировать, из-за чего точки уменьшаются, а свечение уходит в коротковолновую часть.
На структурированной поверхности картина оказалась обратной. Быстрое наращивание слоя привело к уменьшению точек и сдвигу в коротковолновую область, а медленное — к их росту и длинноволновому сдвигу.
На плоской поверхности быстрое наращивание «замораживает» атомы на месте. А в углублениях тот же прием не дает атомам подтянуться к точке с соседних участков, и она уменьшается
Дополнительно ученые обнаружили, что на рельефной поверхности отсутствует так называемый смачивающий слой — тонкая пленка, которая всегда сопутствует росту квантовых точек на плоскости. Это упрощает получение чистого сигнала от отдельных наноструктур. Практическая ценность работы в том, что, меняя всего один параметр (скорость нанесения слоя), инженеры могут направленно регулировать свойства будущих приборов в зависимости от типа подложки.
Ранее в Китае добились рекордной чистоты генерации фотонных пар.
