Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1.
а) Схема структуры устройства под прямым напряжением.
b) Изображения люминесценции диода под прямым (верхнее изображение, цвет ложный) и обратным (нижнее изображение, приблизительно реальный цвет) напряжениями.
с) Соответствующий спектр люминесценции
Рис.2
а) I-V кривая, показывающая выпрямляющее поведение устройства.
b) Интенсивность люминесценции как функция от тока в инфракрасном (голубая кривая) и в видимом (красная кривая) излучениях.
На вкладке показан светодиод в форме кольца (центральный круг составляет 100нм в диаметре).
Рис.3 Переключение на частоте 40МГц для видимой (красная линия) и инфракрасной (синяя линия) областей.

Высокоскоростной светодиод на основе кремния

Ключевые слова:  кремний, светодиод

Опубликовал(а):  Корнейчук Светлана Александровна

20 ноября 2008

Одной из важных задач в микрофотонике (microphotonics ) является создание эффективного высокоскоростного источника света, совместимого с кремневой микроэлектроникой. Такое устройство явилось бы одним из ключевых составляющих новой «оптической эры кремниевой фотоники» и нашло бы множество применений.

Несмотря на то, что кремний не является прямозонным полупроводником, он остается одним из наиболее многообещающих материалов для световых источников. Стоит отметить, что кремниевые наночастицы превосходят объемный кремний по эффективности люминесценции в 4 раза. Это связано с пространственной изоляцией носителей заряда на наночастицах. Синтез устройств на основе наночастиц кремния затруднителен, так как обычно происходит при высоких температурах, и эти устройства обладают невысокой динамикой. В отличие от оксидов редкоземельных элементов, переключение цветов в таких устройствах все еще невозможно.

Канадские ученые предложили технологию создания светодиода (light-emitting diode), включающего в себя кремний, но не имеющего вышеперечисленных недостатков. Для обеспечения быстрого переключения был предложен способ "обхода" времени естественной рекомбинации. Он основан на перемещении избыточных носителей заряда из активного региона устройства сразу же после его выключения. Время жизни носителей заряда заменили на время разрядки светодиода на основе конденсатора. Конденсатор представляет собой структуру - металл-изолятор-полупроводник. Работая в качестве светодиода, такая структура может давать интересные свойства: например, при варбировании напряжения имеет место переключение цветов (рис.1,b).

Дизайн светодиода включает в себя несколько важных моментов. Во-первых, затворный слой оксида должен быть ультратонким. В одном случае этот слой (nOx) составлял около 1 нм, в остальных случаях использовали 1 нм слой напыленного и отожженного SiOx. Во-вторых, использование золота в качестве контактного материала создает разность потенциалов, что в свою очередь повышает уровень светоизлучения. В-третьих, тонкий слой диоксида титана, мало влияющий на электрические свойства, сильно увеличивает износостойкость устройства.

Такая структура светодиода позволила достичь высоких частот включения/выключения и переключения цветов. На рисунке 1 каждый микросветодиод можно направить независимо. Такие устройства могут быть уменьшены до размеров транзистора (104нм2), требующего ток около 0,1 мкмА на каждый светодиод для поддержания той же интенсивности излучения. Следует отметить, что предложенный метод изготовления диодов позволяет создавать фотонные кристаллы и не требует высоких температур.

Работа "High-Speed Color-Switching Silicon LEDs" была опубликована в Advanced Materials.


Источник: Advanced Materials




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Природные фотонные кристаллы на крыльях Пяденицы
Природные фотонные кристаллы на крыльях Пяденицы

Научно-популярный лекторий РНФ на Международном молодежном научном форуме «Ломоносов-2019»
С 9 по 11 апреля российские ученые рассказывают о своих научных исследованиях, которые выполняются по грантам Российского научного фонда. Лекции проходят в рамках Лектория РНФ во время проведения Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2019».

Фестивали «От Винта!» и NAUKA 0+ представили инновационные проекты на выставке Hannover Messe 2019
Ганновер (Германия) 5 апреля 2019 года. – Объединённая экспозиция Фестиваля детского и молодежного научно-технического творчества “От Винта!” и Всероссийского фестиваля NAUKA 0+ была представлена на крупнейшей выставке промышленных технологий Hannover Messe 2019 в Германии в составе стенда Российской Федерации, организованного Российским экспортным центром при поддержке Министерства промышленности и торговли РФ.

Стань магистрантом в области светодиодных технологий без экзаменов
От бакалавриата к магистратуре без вступительных экзаменов уже сейчас? С портфолио возможно все! Участвуйте в конкурсе «Науке нужен ты!» и получайте бюджетный билет в первую в России магистерскую программу в области светодиодных технологий и оптоэлектроники Университета ИТМО!

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.