FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь
176 городов
September 25 – October 11
176 cities
6-8 октября 2017
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
октябрь-декабрь 2017
МВДЦ «Сибирь», Кванториум,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»

Физики заменили дешевым кремнием дорогие полупроводники, используемые при изготовлении мониторов

Международная команда исследователей, возглавляемая российскими учеными, разработала способ использовать наночастицы кремния вместо дорогостоящих полупроводниковых материалов, применяемых при производстве некоторых видов мониторов и других устройств оптоэлектроники. Способ, который другие исследовательские группы долго не могли обнаружить, описан учеными в статье, опубликованной в последнем номере журнала Physical Review B. 

Физики из МГУ имени М.В.Ломоносова поняли, как можно «заставить» наночастицы кремния светиться в ответ на облучение достаточно сильно, чтобы заменить дорогостоящие полупроводники, использующиеся для изготовления мониторов. По словам Максима Щербакова, научного сотрудника отделения радиофизики физического факультета МГУ , разработанный учеными метод повышает эффективность фотолюминесценции наночастиц в несколько раз.

Ключевое слово в данной проблеме — фотолюминесценция (процесс, при котором материал, облучаемый коротковолновым излучением, начинает отвечать собственным свечением, но уже в другом диапазоне). В данном случае материал светится красным светом.

Мониторы, о которых здесь идет речь, работают на другом принципе — принципе электролюминесценции, когда свет излучается в ответ на воздействие электрическим током. Однако, несмотря на то, что сама по себе фотолюминесценция здесь не используется, понимание того, как усилить свечение материала, может существенно помочь при создании более эффективных электролюминесцентных приборов. Идеальными в этом смысле считаются полупроводниковые наночастицы — электроны в них ведут себя совершенно не так, как в объемном полупроводнике, и поэтому, как давно известно, являются отличными люминесцирующими объектами. Сегодня в качестве таковых используются нанокристаллы так называемых прямозонных полупроводников — арсенида галлия, фосфида индия и др. Это довольно дорого, и поэтому исследователи давно присматриваются к куда более дешевому и намного более изученному кремнию. Он тоже подходит для такого использования по всем параметрам, кроме одного — кремниевые наночастицы слишком слабо реагируют на облучение и потому для оптоэлектроники не годятся.

Эту проблему в разных лабораториях мира пытаются решить с начала девяностых годов прошлого века, но до сих пор особенного успеха в этом направлении достигнуто не было. Прорывная идея о том, как все-таки «приручить» кремний, возникла в Германии, в Университете Гётеборга. Работавший там постдок, выпускник физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова и первый автор статьи Сергей Дьяков предложил поместить массив кремниевых наночастиц в матрицу с неоднородной диэлектрической средой и покрыть эту матрицу золотыми нанополосками.

«Неоднородность среды, как уже было показано ранее в других экспериментах, благодаря так называемому квантоворазмерному эффекту позволяет увеличивать фотолюминесценцию нанокристаллов кремния на несколько порядков, — говорит один из соавторов работы Максим Щербаков, научный сотрудник отделения радиофизики физического факультета МГУ. — Однако даже при этом эффективность взаимодействия света с нанокристаллами остается недостаточной. Было предложено усилить эту эффективность за счет плазмонов (квазичастицы, возникающие в результате колебаний электронного газа в металлах — прим. ред.). Плазмонные решетки, образованные нанополосками золота, позволяют "задержать" свет на малых масштабах, и позволяют ему эффективнее взаимодействовать с наночастицами, находящимися поблизости, в результате чего их излучение возрастает еще в несколько раз».

Проведенные в МГУ эксперименты с образцами «позолоченных» матриц с наночастицами кремния, изготовленных в Швеции, блистательно подтвердили теоретические предсказания, сделанные в Гётеборге — облученный ультрафиолетом кремний впервые засиял вполне ярко для того, чтобы его использовать его на практике.

 

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Мозг не умеет работать как Windows

Ему по силу решать одновременно всего две задачи. В этом убедились после тщательных экспериментов французские нейрофизиологи.

Задача о падающей кошке

Еще в древности люди заметили, что кошки после падения всегда оказываются на четырех лапах, с какой бы высоты они ни падали. Чтобы объяснить это явление, ученым понадобились серьезные исследования. Сделать такие научные изыскания возможными помогла фотография.

Ветряные монстры

Если вам посчастливится вживую увидеть творения голландского скульптора Тео Янсена, то вы наверняка испытаете настоящий шок. Дело в том, что Янсен уже 16 лет занимается созданием так называемых самодвижущихся скульптур.

Первая в мире 3D-ручка с холодными чернилами

Мы сообщали о проекте «3Doodler» компании WobbleWorks. Это 3D-ручка, с помощью которой можно рисовать в воздухе. Пластик расплавлялся в ручке и рисунок затвердевал, остывая.

Самолет на паровой тяге

Это не шутка - такой самолет, под названием AirSpeed 2000, действительно летал, удивлял публику и во многим превосходил обычные аэропланы. Подвел лишь КПД, но обо всем по порядку.