Программа фундаментальных исследований Президиума РАН № 27 «ОСНОВЫ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НАНОТЕХНОЛОГИЙ И НАНОМАТЕРИ

Шкляев и др. УФН (2006), № 9, с.913; Phys. Rev. B. ( 2000), v.62, p.1540
Целью проекта является создание слоёв наноструктурированного кремния,
обладающих высоким квантовым выходом люминесценции в диапазоне длин
волн 1.5-1.6 мкм и изготовление на их основе светоизлучающих диодов.
В задачи проекта входит определение технологических параметров процесса
роста кремния, которые обеспечивают образование предельно высокой плотности
светоизлучающих центров и установление их атомной структуры посредством
использования методов микроскопии и спектроскопии фотолюминесценции и
электролюминесценции.
Идея проекта основана на использовании глубоких уровней в кремнии для получения оптических переходов в практически важной области длин волн вблизи 1.55 мкм, применяемой в стекловолоконных средствах связи. Нами разработана уникальная методика роста слоёв кремния на наноструктурированной поверхности, состоящей из массива островков германия размером до 10 нм, которые показаны на рисунке.

б
Выращенные на такой поверхности слои кремния имеют высокую плотность кристаллических дефектов, дающих оптически активные глубокие уровни одного типа.
Изображение слоя кремния, полученное с помощью
просвечивающего электронного микроскопа.
Спектры фотолюминесценции
выращенного слоя и кристаллической
подложки кремния.
Шкляев и др. УФН (2008), № 2, с.139; Appl. Phys. Lett. (2006), v.88, p.121919
Наноструктурированные слои кремния
излучают свет только в области длин
волн вблизи 1.55 мкм.

К концу 2009 года планируется закончить работу с первым вариантом
конфигурации светоизлучающей диодной структуры, показанной на рисунке.
В качестве оптически активного слоя
предполагается использовать многослойную
структуру:
Изображение многослойной структуры в просвечивающем
электронном микроскопе. Слои островков германия видны
в виде рядов светлых точек.