2020年6月8日
硅是电子工程的主要材料。所有在现代文明中发挥关键作用的信息和计算技术都是以硅为基础的:计算机、通信、航天、生物医学、机器人等等。
据莱布乔斯基大学的物理和技术研究所研究所的实验室负责人据Alexey Mikhaylov称，提高集成电路速度的主要绊脚石是金属互连布线中电信号传播的有限速度。
“这需要用光波导更换金属互连，从而从传统电子到光电子的转变，其中有源元件是光发射器和接收器而不是晶体管”，Alexey Mikhaylov说。
硅显示出令人满意的性能作为光接收器，但是，与A3B5半导体不同，由于该半导体的间接带隙是一种差的光发射器。根据量子力学规律，严格来说，其电子结构的这种特点禁止在外部激励下发射光（发光）。
“在一个新阶段，从硅子拒绝拒绝硅，因为我们必须放弃完全开发的集成电路的批量生产技术。这将涉及巨大的材料成本，更不用说与使用时出现的环境问题A3B5材欧洲杯足球竞彩料，“Lobachevsky大学领导研究员David Tetelbaum教授。
科学家们试图通过使用纳米晶硅，或通过用其他发光材料的薄膜涂覆硅来找到这种情况的方式。欧洲杯足球竞彩然而，硅纳米晶体的发射率（发光效率）仍然不足以进行实际应用。
此外，硅纳米晶体在可见辐射的“红色”边缘的区域中发射，而许多技术应用，特别是光学光学通信技术，需要更长的波长（约1.5μm）。然而，在硅基板上使用“外国”材料层与传统的硅技术兼容。
解决这个问题的有效方法是用硅介绍一种称为位错的特殊类型的线性缺陷。研究人员得出结论，通过用硅离子用硅离子照射硅离子的能量，可以在硅表面层中实现高浓度的位错，然后在高温下退火。在这种情况下，硅在右波长的完全右侧发光 - 接近1.5μm。
“发光强度似乎取决于植入和退火条件。然而，与脱位相关的发光的主要问题是它在低温（低于〜25 k）时最明显，随着温度升高而快速衰减。因此找到增加与脱位相关的发光的热稳定性的方法非常重要“，继续alexey mikhaylov。
Lobachevsky大学科学家与他们的同事来自Ras Solid State Physics（Chernogolovka）和Alekseev州技术大学（下诺夫哥罗德）在解决俄罗斯基础研究基础的支持下解决了这个问题的重要入阶（格兰特号17-02-01070）。
以前，发现在硅样品中实现与脱位相关的光致发光的一种方法是用随后的退火植入硅离子进入硅（自注入）。这被证明不是植入技术的唯一好处，当时洛比夫斯基大学发现额外的硼离子掺杂可以增强发光。
然而，单独的增强的发光性质的现象不解决主要问题。此外，它仍然不清楚硼离子掺杂如何影响发光热稳定性，这是一个关键参数，并且在什么条件下（如果有的话）是最明显的。
在这项研究中，科学家们已经通过实验证实了掺杂硼离子的硅热稳定性的增加。此外，该效果是非单调的依赖于硼剂量，并且在一定的剂量范围内，在强度与温度曲线上出现90至100K的明显第二最大值，以及通常的低温最大值。20 k的区域。
“重要的是要注意，硼的”有益“效果在某种意义上是硼离子通过另一个受体杂质的替代不导致上述效果。在改进硼离子掺杂和热处理之后通过用硅离子照射形成脱位相关发光的中心的硅样品，我们发现，在830℃下，用最高使用的硼离子剂量和另外的热处理，可以实现可测量的发光水平在室温下，”结束于Tetelbaum教授。
在进一步优化植入和热处理条件期间获得的结果使得硅应用在光电子中的前景。
一篇关于这项工作结果的文章最近发表在权威杂志上物理研究中的核仪器和方法B：与材料和原子的光束相互作用欧洲杯足球竞彩。
来源:http://eng.unn.ru/