Российские ученые разработали теоретический подход для исследования сверхрешеток на основе A3B5 полупроводниковых соединений, предназначенных для создания приборных структур новых компактных источников ТГц-излучения, работающих при комнатной температуре. Работа опубликована в журнале Journal of Semiconductors, сообщает пресс-служба СПбГЭТУ «ЛЭТИ».
Полупроводниковыми сверхрешетками (CР) называют полупроводниковые гетероструктуры с периодом, превышающим постоянную кристаллической решетки. Хотя за последние десятилетия было разработано множество теоретико-экспериментальных методов как для создания, так и для исследования их свойств, интерес к изучению СР не ослабевает. Целый ряд генераторов и детекторов излучения различных спектральных диапазонов изготавливается на их основе.
Одним из новых и перспективных направлений применения СР является создание перестраиваемых источников ТГц-излучения. Однако технологические трудности, связанные с получением большого числа полупроводниковых слоев с резкими гетерограницами, а также отсутствие адекватных теоретических моделей, которые могут быть использованы для описания их энергетического спектра и других свойств, до сих пор препятствуют их созданию. Следует отметить, что перестраиваемые компактные источники ТГц-излучения могут стать основой для нового медицинского оборудования, новых систем безопасности и связи, мониторинга окружающей среды и технологических процессов. Таким образом, спектр их возможных применений чрезвычайно обширен и продолжает расширяться.
Российские ученые провели комплексные исследования по возможности реализации подобных уникальных полупроводниковых структур.
Исследователи показали, что разработанные ими экспериментальные подходы позволяют получать высококачественные сверхмногопериодные (с числом периодов более 400) полупроводниковые СР с требуемыми толщинами слоев и ширинами интерфейсов. Однако расчет зонных диаграмм, энергии переходов и других параметров для данных структур с помощью существующих теоретических подходов продемонстрировал существенные отклонения от экспериментальных данных.
«Нами был предложен новый теоретический подход, который адекватно описывает свойства полупроводниковых СР. Впервые был проведен точный теоретический анализ энергетического спектра сверхмногопериодных сверхрешеток с экспериментальной верификацией данных. Использование предложенного метода расчетов позволило разработать новый дизайн источников ТГц-излучения, работающих при комнатной температуре», — отметил руководитель молодежной лаборатории микро- и наноэлектроники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Алексей Дмитриевич Буравлев.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
