В СПбГУ втрое увеличили эффективность свечения многокомпонентной наноструктуры

Как сделать свечение некоторых устройств более ярким, придумали ученые из Санкт-Петербурга. Они разработали метод, который позволяет улучшить излучение света в структурах, похожих на очень тонкие кристаллы с особыми точками и ямами внутри.

Это открытие поможет создавать более эффективные лазеры, сенсоры и светодиоды, которые будут давать больше энергии при меньшем размере.

Результаты исследования опубликованы в научном журнале Physica status solidi — Rapid Research Letters.

Полупроводниковые структуры, которые используются в разных областях науки и техники, обладают особыми свойствами из-за своего маленького размера. Они применяются для создания устройств в оптоэлектронике, фотонике, медицине, возобновляемой энергетике и других сферах.

Среди таких структур есть квантовые ямы, нановискеры и квантовые точки. За открытие квантовых точек выпускник университета Алексей Екимов получил Нобелевскую премию в 2023 году.

Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета обнаружили, что некоторые структуры могут быть эффективными источниками одиночных фотонов в широком диапазоне энергий. Эти структуры представляют собой комбинации различных элементов, таких как квантовые точки и квантовые ямы, которые находятся внутри нитевидных нановискеров.

Такие элементы можно создавать на дешевых кремниевых подложках. После этого их можно отделить от поверхности кремния и перенести на другую поверхность. Это делает их универсальными и гибкими для использования в разных областях.

Физики нашли способ увеличить эффективность этих структур.

Мы смогли сделать так, чтобы наноструктуры на основе соединения индия, мышьяка и фосфора стали излучать в три раза больше света. Это произошло в ближнем инфракрасном диапазоне, — объяснил руководитель лаборатории новых полупроводниковых материалов для квантовой информатики и телекоммуникаций СПбГУ Родион Резник.

Физики смогли добиться того, чтобы устройства излучали больше света, затрачивая меньше энергии. Они использовали гибридный элемент и особую подложку из нескольких слоев материалов (кремний-серебро-оксид кремния).

Ученые провели расчеты и выяснили, что усиление излучения происходит благодаря взаимодействию частиц в нановискерах с плазмон-поляритонами в подложке. Это открытие важно для создания микроскопических оптических приборов, которые работают в ближнем инфракрасном диапазоне: лазеров, источников одиночных фотонов, светодиодов, сенсоров и других устройств.

Ранее ученые вырастили светящиеся цветы.

26.12.2024