Forskere opnår en sekskantet modifikation af silicium

Et team af videnskabsmænd fra Lobachevsky University (Nizjny Novgorod, Rusland) har fået et materiale med en ny struktur til applikationer inden for næste generation af optoelektronik og fotonik. Dette materiale er en af ​​de sekskantede modifikationer af silicium, som har bedre strålingsegenskaber sammenlignet med konventionelt kubisk silicium, som traditionelt bruges i mikroelektronik.

Den originale teknologi til fremstilling af dette materiale er baseret på implantering af inerte gasioner i en dielektrisk film på silicium for at skabe mekanisk stress. Relaksationen af ​​spændingen under højtemperaturudglødning resulterer i en faseovergang i siliciumsubstratet ved grænsefladen med det dielektriske lag. Dermed, et overfladenært lag med en ny fase dannes i det indledende siliciumsubstrat. Dette lag kan bruges i optisk aktive elementer i integrerede kredsløb.

Ifølge en af ​​forskerne, Alexey Mikhaylov, problemet med at søge efter lysemitterende materialer, der er kompatible med traditionelle siliciumteknologier, er blevet særligt presserende i løbet af det sidste årti på grund af behovet for yderligere at øge hastigheden af ​​integrerede kredsløb. På nuværende tidspunkt denne hastighed er begrænset af transmissionshastigheden af ​​elektriske signaler inde i det integrerede kredsløb gennem metalledere.

"En af de mest lovende tilgange til at overvinde denne begrænsning er brugen af ​​optoelektronik, når der bruges optiske signaler i stedet for elektriske. Desværre, indtil videre er der ingen teknologier til at skabe siliciumbaserede integrerede kredsløb, hvor dataoverførslen vil blive udført med lyssignalernes hastighed, " siger Alexey Mikhaylov.

Nizhny Novgorod-forskere har syntetiseret siliciumlag, der kan fungere som et optisk aktivt medium. Eksperimentører, ingeniører og teoretikere, der arbejder i tæt samspil, har i detaljer studeret syntesebetingelserne, optiske egenskaber og den elektroniske struktur af disse lag.

"Inden for rammerne af dette arbejde, for første gang i verden, en hexagonal modifikation af silicium af 9R-fasen blev opnået ved hjælp af ionimplantation, og et tilhørende emissionsbånd blev detekteret i det infrarøde område af spektret. Dette resultat er især vigtigt, da dette bånd er inden for gennemsigtighed af silicium lysledere, " siger Alexey Mikhaylov.

Dermed, arbejdet fra Nizhny Novgorod-forskere kan tjene som udgangspunkt for at skabe optoelektroniske integrerede kredsløb, der vil blive fremstillet ved hjælp af traditionelle teknologiske operationer og materialer baseret på silicium.