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

 

Год  Петуха
Год Петуха

4 февраля объявили лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке»
4 февраля в здании Минобрнауки РФ состоялась торжественное награждение лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке». 11 научно-просветительских проектов были отмечены престижной наградой.

Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии
5 февраля в Московском университете в Шуваловском корпусе МГУ состоится Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии, посвященный Международному году Периодической таблицы химических элементов, начало - 10 часов.

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

Самые необычные таблицы Менделеева на выставке Международного года Периодической таблицы химических элементов

6-8 февраля в Российской академии наук состоялось торжественное открытие Международного года периодической таблицы химических элементов в России и приуроченная к этому масштабная интерактивная выставка

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

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.