Een team van wetenschappers van de Lobachevsky Universiteit (Nizjni Novgorod, Rusland) heeft een materiaal verkregen met een nieuwe structuur voor toepassingen in de volgende generatie opto-elektronica en fotonica. Dit materiaal is een van de zeshoekige modificaties van silicium, die betere stralingseigenschappen hebben in vergelijking met conventioneel kubisch silicium, die traditioneel wordt gebruikt in de micro-elektronica.

De oorspronkelijke technologie voor het vervaardigen van dit materiaal is gebaseerd op het implanteren van inerte gasionen in een diëlektrische film op silicium om mechanische spanning te creëren. De relaxatie van de spanning tijdens gloeien bij hoge temperatuur resulteert in een faseovergang in het siliciumsubstraat op het grensvlak met de diëlektrische laag. Dus, een nabije oppervlaktelaag met een nieuwe fase wordt gevormd in het initiële siliciumsubstraat. Deze laag kan worden gebruikt in optisch actieve elementen van geïntegreerde schakelingen.

Volgens een van de onderzoekers Alexey Michajlov, het probleem van het zoeken naar lichtemitterende materialen die compatibel zijn met traditionele siliciumtechnologieën is de afgelopen tien jaar bijzonder nijpend geworden vanwege de noodzaak om de snelheid van geïntegreerde schakelingen verder te verhogen. Momenteel, deze snelheid wordt beperkt door de transmissiesnelheid van elektrische signalen binnen de geïntegreerde schakeling via metalen geleiders.

"Een van de meest veelbelovende benaderingen om deze beperking te overwinnen, is het gebruik van opto-elektronica wanneer optische signalen worden gebruikt in plaats van elektrische. Helaas, tot nu toe zijn er geen technologieën voor het maken van op silicium gebaseerde geïntegreerde schakelingen, waarin gegevensoverdracht zal plaatsvinden met de snelheid van lichtsignalen, " zegt Alexey Michajlov.

Wetenschappers van Nizhny Novgorod hebben siliciumlagen gesynthetiseerd die kunnen fungeren als een optisch actief medium. experimenteerders, ingenieurs en theoretici die nauw samenwerken, hebben in detail de synthesevoorwaarden bestudeerd, optische eigenschappen en de elektronische structuur van deze lagen.

"In het kader van dit werk, voor het eerst ter wereld, een hexagonale modificatie van silicium van de 9R-fase werd verkregen door middel van ionenimplantatie, en een bijbehorende emissieband werd gedetecteerd in het infraroodgebied van het spectrum. Dit resultaat is vooral belangrijk, aangezien deze band op het gebied van transparantie van silicium lichtgeleiders ligt, ' zegt Alexey Michajlov.

Dus, het werk van Nizhny Novgorod-onderzoekers kan dienen als uitgangspunt voor het creëren van opto-elektronische geïntegreerde schakelingen die zullen worden vervaardigd met behulp van traditionele technologische bewerkingen en materialen op basis van silicium.