Ученые Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) вместе с коллегами из других научных центров впервые показали, как управлять ориентацией нитевидных нанокристаллов из нитрида галлия на кремниевой пластине. Метод основан на пористом слое.
Нитрид галлия и родственные полупроводники нужны для микросветодиодов, нанолазеров и других светоизлучающих устройств. Но на кремниевых подложках они растут не перпендикулярно поверхности, а под углом около 55 градусов. Это мешает формировать электрические контакты и интегрировать структуры с микроэлектроникой. Прежние методы — литографическое маскирование, химическое травление, лазерный перенос — требовали сложных и дорогих многоступенчатых процессов.
Создание пористого слоя не требует использования сложного оборудования, поэтому наш подход позволяет обойтись без многоэтапных литографических операций и лазерной обработки
Ученые предложили формировать тонкий слой кремния с упорядоченными наноразмерными отверстиями. Такие нанопоры служат шаблонами для зарождения и роста кристаллов. Они вынуждают нанокристаллы расти вверх, а не в стороны.
Структурный и оптический анализ показал: вертикальные нанокристаллы излучают свет более чем в три раза интенсивнее, чем наклонные. Ширина спектральных линий заметно сузилась — это говорит о меньшем количестве дефектов.
Мы показали, что улучшение оптических свойств связано не с увеличением числа излучающих центров, а именно с повышением кристаллического качества самих наноструктур
В исследовании участвовали сотрудники Академического университета имени Ж.И. Алферова РАН, Института аналитического приборостроения РАН, Московского центра перспективных исследований, СПбГЭТУ «ЛЭТИ» и СПбПУ Петра Великого. В перспективе метод позволит создавать гибридные устройства прямо на стандартных кремниевых пластинах без дорогостоящих операций. Результаты опубликованы в журнале Materials Science in Semiconductor Processing.
Ранее Наука Mail писала о том, что российские физики создают «квантовую память», которая не боится шумов.