2021-7-20 14:49 |
Один из путей сохранения Si как материала электроники будущего – наноструктурирование
Учёные Университета Лобачевского в сто раз улучшили светоизлучающие свойства кремния.Им удалось повысить интенсивность светоизлучающих свойств кремния (Si) за счет оптимизации синтеза гексагональной фазы 9R-Si.По результатам исследования опубликована статья в высокорейтинговом журнале Applied Physics Letters.До настоящего времени прогресс микроэлектроники – основы современных информационных технологий – базировался на производстве кремниевых интегральных схем. Сегодня, когда технологии переходят от электронных к фотонным схемам, обострился существенный недостаток кремния – его низкие светоизлучающие свойства. Отказ от кремния как основного материала микроэлектроники только замедлит развитие технологий. Поэтому развитие необходимых светоизлучающих свойств кремния остаётся одной из важнейших задач. Её решение позволит совершить революционный скачок в области обработки и передачи сверхбольших объёмов информации. Один из путей сохранения Si как материала электроники будущего – наноструктурирование кремния, заключающееся в формировании нанокристаллов (НК) Si в широкозонных матрицах (оксидах).Предложенный метод получения нановключений гексагонального кремния является уникальной разработкой нижегородских учёных. Он базируется на применении традиционной технологии микроэлектроники – ионной имплантации, которая широко применяется в промышленности для введения примесей в полупроводники при создании диодов и транзисторов.Настоящее исследование учёных Университета Лобачевского позволило выявить оптимальные режимы ионнолучевого синтеза светоизлучающих нановключений фазы 9R-Si в структурах кремний-диоксид кремния (SiO2/Si). Причём образование таких включений при ионном облучении данных систем впервые было обнаружено в ННГУ несколько лет назад.Сотрудникам Университета Лобачевского удалось разработать методику синтеза кремния со структурой 9R, когда атомы кремния расположены «девятислойниками» (с периодом в 9 атомных слоев) вдоль выделенного направления.Как оказалось, кремний с включениями 9R фазы излучает на большей длине волны по сравнению с кубическим (кубический кремний излучает в инфракрасном диапазоне на длине волны 1130 нм, а полученный учёными ННГУ – на длине волны 1240 нм). При этом существенно возрастает интенсивность излучения. По предварительным оценкам авторов исследования она увеличивается в сто раз. Излучение остаётся заметным и при более высоких температурах. Полученный кремний с гексагональными включениями вблизи поверхности может быть использован для создания схем передачи данных с использованием света.Метод ионной имплантации является одним из базовых технологических методов в микроэлектронике. Он легко масштабируется в промышленном варианте. Учёные планируют внедрение предложенного подхода в технологии кремниевой фотоники. Ближайшая задача – научиться получать однородные слои и контролировать их толщину.Справка. Работа была выполнена научно-исследовательской группой лаборатории физики и технологии тонких плёнок Научно-исследовательский физико-технический институт (НИФТИ) ННГУ. Коллектив авторов представляет известную в России и мире школу ионной имплантации, становление которой в Университете Лобачевского началось более 60 лет назад при участии одного из родоначальников этого метода в нашей стране – профессора Давида Тетельбаума. Учёный возглавляет эту школу и сейчас.
Подробнее читайте на rusplt.ru ...
