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

 

Проникающие шарики
Проникающие шарики

MAPPIC 2019. Второй день
15 октября 2019 года прошел второй день I Московской осенней международной конференции по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019). В сообщении приведены темы докладов и небольшой фоторепортаж.

MAPPIC 2019. Первый день
14 октября 2019 года успешно открылась I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019). В сообщении приведены темы докладов и небольшой фоторепортаж.

В Москве начинается MAPPIC - 2019
14-15 октября 2019 года состоится I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019)

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.