В СПбГУ объяснили механизм формирования материалов для нового поколения оптоэлектронных устройств
Физики СПбГУ совместно с коллегами из других научно-образовательных организаций Петербурга, изучили механизм формирования трехмерных структур на перспективном полупроводниковом сплаве индий-галий-нитрид. Исследование поможет разработке нового поколения непланарных оптоэлектронных устройств в области электроники и связи.
Результаты исследования опубликованы в ACS Applied Nano Materials. InGaN – сплав (индий-галий-нитрид) представляет собой полупроводниковый материал, состоящий из смеси нитридов галлия и индия. На основе этого сплава сделаны белые и синие светодиоды. Однако он перспективен для создания газовых сенсоров, элементов солнечных батарей, ячеек для синтеза водорода, красных, зелёных и белых светодиодов, а также многого другого.
Сегодня материал не используется повсеместно, поскольку слои InGaN в широком диапазоне составов синтезировать затруднительно из-за явления «разрыва растворимости». Это явление характеризуется тем, что InGaN нестабилен и распадается на отдельные фазы InN и GaN). А интегрировать с кремниевой платформой затруднительно из-за различия постоянных кристаллических решеток между этими материалами.
Решить эту проблему может синтез материала прямо на поверхности кремния в сложной форме, в виде нитевидных нанокристаллов, наноцветов и других форм. Такой вариант синтеза сплава также значительно расширяет потенциал применения этого материала для создания приборов. Однако, как отмечают физики, для наиболее полного использования такого варианта необходимо понимание механизмов формирования этих сложных трехмерных наноструктур, именно их смогли определить физики Санкт-Петербургского университета совместно с исследователями Академического университета имени Ж. И. Алферова, Института проблем машиноведения РАН и Высшей школы экономики.
«Мы впервые смогли объяснить сложный механизм формирования трехмерных (непланарных) структур на основе материала InGaN, применив научный и систематический подходы к описанию процессов роста этой структуры. На основе таких соединений в лаборатории СПбГУ уже создаются прототипы светодиодов, газовых сенсоров, ячеек для разложения воды и другое. Понимание механизмов формирования этих сложных трехмерных наноструктур может способствовать разработке нового поколения непланарных оптоэлектронных устройств», — рассказал руководитель лаборатории новых полупроводниковых материалов для квантовой информатики и телекоммуникаций СПбГУ Родион Резник.
По его словам, данное соединение получается методом молекулярно-пучковой эпитаксии- методом, который позволяет выращивать гетероструктуры с заданными свойствами в условиях сверхвысокого вакуума. Метод позволяет создавать эффективные приборы нового поколения.
В случае синтеза нитридных соединений с помощью исследовательской установки процесс синтеза методом молекулярно-пучковой эпитаксии достаточно долгий, однако на выходе получается большая пластина, которая может быть нарезана на сотни маленьких частей, каждая из которых является основой для прибора.
«Мы провели систематическую работу по синтезу наноструктур и исследованию их свойств на различных этапах роста. Другими словами, мы синтезировали серию образцов, где рост каждого из них останавливался на определённом этапе формирования наноструктур. Затем физические свойства каждого образца исследовали с помощью уникального оборудования. Результаты исследований позволили получить представление о механизмах формирования InGaN наноструктур сложной формы, а также определить параметры для теоретического описания процессов роста, который также был выполнен в рамках работы» — отметил младший научный сотрудник лаборатории новых полупроводниковых материалов для квантовой информатики и телекоммуникаций СПбГУ , первый автор публикации Владислав Гридчин.
Исследование проводилось с использованием передового научного оборудования лаборатории новых полупроводниковых материалов для квантовой информатики и телекоммуникаций СПбГУ, совместно с учеными ВШЭ, СПбАУ, ИПМаш РАН.
Сотрудники лаборатории новых полупроводниковых материалов для квантовой информатики и телекоммуникаций СПбГУ занимаются изучением новых материалов для микроэлектроники: источников одиночных фотонов, эффективных светодиодов, солнечных элементов, лазеров, нанопьезогенераторов, а также интегрируют их с кремниевой платформой. Все эти достижения — продолжение работ по совершенствованию квантовых технологий для микроэлектроники, заложенной двумя нобелевскими лауреатами: выпускником СПбГУ, нобелевским лауреатом по химии Алексеем Екимовым и организатором и ректором СПбАУ Жоресом Алферовым. Подробнее о своей работе Родион Резник рассказывал в подкасте СПбГУ «Генрих Терагерц».
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Нуклеосомы — основные «катушки» упаковки ДНК — почти всегда находятся в искаженном состоянии, а не в аккуратной и стабильной форме, как считалось десятилетиями. Именно через такие микроскопические изменения, как выяснили ученые, клетка регулирует работу генов — а значит, управляет развитием, реакцией на внешние раздражители и даже возникновением болезней.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно