Российские ученые создали новый материал для нанофотоники Российские исследователи совместили кремний и материал на основе германий-кремний-олова для получения структуры GeSiSn/Si, которую ученые поместили в фотонный кристалл. Новый материал может работать в коротковолновом инфракрасном (ИК) диапазоне и усилит современные фотоприемники. Исследование опубликовано в журнале Materials Today Physics.
Скоростная оптическая связь работает на основе оптоволоконного кабеля, в качестве сигнала в ней используется свет. Однако сегодня оптическая связь тратит слишком много энергии, а оптоволоконные кабели занимают много места. Проблема в том, что технологии, применяемые для создания передающих информацию источников излучения, несовместимы с кремниевыми схемами регистрации и обработки сигналов.
Решить проблему попытались ученые из Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН (ИФП СО РАН) и СПбГЭТУ „ЛЭТИ». Для этого они исследовали оптические наноструктуры. Ученые выбрали полупроводниковые материалы IV группы, в которую входят углерод, кремний, германий, олово и свинец. Эти вещества совместимы с современной технологией массового производства кремниевой электроники.
Затем исследователи приступили к сбору материала. В основу структуры они положили недорогую кремниевую подложку. На ней ученые вырастили кристаллические слои из олова, кремния и германия, которые разделили кремниевыми барьерами. Так получился материал GeSiSn/Si.
Однако исследователям нужно было повысить эффективность взаимодействия света и нового вещества. Для этого они разработали фотонные кристаллы с отверстиями в виде цилиндра. Они сопряжены с новым материалом GeSiSn/Si. Фотонный кристалл действует как фильтр — он пропускает или отражает фотоны с разными энергиями.
Полученную наноструктуру проверили на дефекты и исследовали ее параметры. Оказалось, что фотонно-кристаллическая структура в несколько раз усиливает сигнал в ИК спектре.
На основе нового материала ученые смогут создавать фотоприемники, оптоволоконные кабели и источники излучения в коротковолновом ИК диапазоне.
Источник: https://inscience.news/
| 
