Специалисты Санкт‑Петербургского государственного университета увеличили интенсивность фотолюминесценции для структур из нитевидного нанокристалла с квантовой точкой внутри, что позволит создавать более эффективные оптоэлектронные приборы. Об этом рассказал руководитель лаборатории новых полупроводниковых материалов для квантовой информатики и телекоммуникаций СПбГУ Родион Резник на Российской конференции по физике полупроводников.
В лаборатории новых полупроводниковых материалов для квантовой информатики и телекоммуникаций СПбГУ ученые выращивают наноструктуры, которые потом могут применяться в квантовой криптографии и вычислениях, микроэлектронике, оптоэлектронике, медицине и других сферах. К таким наноструктурам относятся, например, квантовые нити, точки и ямы. За открытие квантовых точек выпускник СПбГУ Алексей Екимов получил Нобелевскую премию по химии.
Эти структуры получают методом молекулярно-пучковой эпитаксии, выращивая их на различных поверхностях, в том числе пластинах кремния — ключевого материала в современной микроэлектронике. Поверхность кремния предварительно очищают химическим методом, после чего помещают в установку молекулярно‑пучковой эпитаксии и с помощью источников особо чистых материалов выращивают наноструктуры в условиях вакуума.
XVI Российская конференция по физике полупроводников проходит на базе Физико‑технического института имени А. Ф. Иоффе и Академического университета имени Ж. И. Алферова. В этом году в ней принимают участие свыше 360 ученых и специалистов из 18 городов России и других стран.
Специалисты Санкт‑Петербургского университета обладают также навыками, позволяющими выращивать одни наноструктуры внутри других: например, квантовые точки внутри нитевидных нанокристаллов. Как отмечают ученые, это позволяет создавать эффективные приборы, которые быстрее и точнее передают и обрабатывают информацию. Изменяя условия роста и, соответственно, размеры наноструктур, можно управлять и их физическими свойствами.
Так, ученые СПбГУ улучшили интенсивность фотолюминесценции (свечения) наноструктур с квантовой точкой внутри нитевидного нанокристалла.
Для этого можно оптимизировать технологию формирования таких объектов, а также улучшить свойства уже сформированных наноструктур. Например, на уже готовые нитевидные нанокристаллы с квантовыми точками мы нанесли раствор коллоидных квантовых точек. При этом интенсивность излучения увеличилась более чем в 10 раз.
Руководитель лаборатории новых полупроводниковых материалов для квантовой информатики и телекоммуникаций СПбГУ Родион Резник
«Известно, что существуют механизмы переноса энергии из коллоидных квантовых точек в другие наноструктуры. Таким образом, можно сказать, что сформированные наноструктуры получают больше "питания" для эффективного излучения света. В нашем случае помогает и химическая оболочка коллоидных квантовых точек (лиганд), которая взаимодействует с поверхностью нитевидного нанокристалла», — рассказал руководитель лаборатории новых полупроводниковых материалов для квантовой информатики и телекоммуникаций СПбГУ Родион Резник.
Помимо этого, на конференции ученые Санкт‑Петербургского университета представили результаты исследований по улучшению однородности размеров массивов нитевидных нанокристаллов с квантовыми точками. Для этого был разработан новый подход к упорядоченному синтезу наноструктур. Ученые планируют продолжить работу над этими исследованиями для улучшения свойств конечных структур для их последующего использования на практике.
