Тонкие пленки смешанного оксида индия и олова (indium tin oxide – ITO ) находят широкое применение в качестве прозрачных покрытий и электродов для солнечных элементов, дисплеев, неотражающих покрытий и литий-ионных батарей. Данный материал обладает низким сопротивлением, сильным поглощением в УФ-области, высоким пропусканием в видимой и высоким коэффициентом отражения в инфракрасной части спектра. Однако часто бывает сложно найти компромисс между проводимостью и пропускающей способностью для ITO и ему подобных оксидов.
В работе «Bottom-up growth of fully transparent contact layers of indium tin oxide nanowires for lightemitting devices» ирландские ученые использовали простой и воспроизводимый метод молекулярно-лучевой эпитаксии для роста однофазных нитевидных монокристаллов ITO на кремниевой подложке. Полученные нити состава (In1,875Sn0,125)O3 кристаллизуются в кубической сингонии с выделенным направлением роста вдоль оси [100]. Следует отметить, что электронные и оптические свойства образцов воспроизводятся на площади порядка 1 см2.
Полученные структуры были немедленно испытаны на практике, для чего ученые модифицировали верхний контактный слой Si/SiGe светодиода. Благодаря высокой светопроницаемости (порядка 80% в видимой области и около 90% в диапазоне длин волн от 1,2 до 1,6 мкм) и низкому значению сопротивления полученное устройство демонстрирует уникальные характеристики, значительно превышающие возможности контактных слоев на основе Ni/Au и Ni/Cr, а также для слоистых ITO/Au/ITO. В частности, напряжение прямого смещения включения составляет 0,55 В при инжекционном токе в 10 мА. Показатель преломления на границе воздух/ITO для всех синтезированных образцов лежит в диапазоне от 1,04 до 1,12 (для сравнения, показатель преломления ITO η = 2,19). Граница поглощения составляет ~ 380 нм, что значительно ниже показателей композита ITO/стекло.
Ученые надеются, что предложенный простой безкаталитический метод роста нитевидных монокристаллов в будущем удастся применить для других оксидных систем, например, Zn/In/O.
-
