Разработка ученых ННГУ позволяет продлить использование кремния в сфере микроэлектроники. Метод основан на применении ионной имплантации с синтезом кремния со структурой 9R.

Долгое время кремниевые интегральные схемы были ведущим продуктом в сфере создания современных информационных технологий. Однако при переходе от электронных к фотонным схемам кремний оказался уязвимым за счет низких светоизлучающих свойств. Отказываться от кремния как основного материала микроэлектроники невыгодно по ряду причин. В то время как решение возникшей проблемы станет прорывом в области обработки и передачи сверхбольших объемов информации.

Один из путей сохранения кремния (Si) в производстве – это наноструктурирование, заключающееся в формировании нанокристаллов в широкозонных матрицах (оксидах). В ходе исследования ученые выявили оптимальные режимы ионнолучевого синтеза светоизлучающих нановключений фазы 9R-Si в структурах кремний-диоксид кремния (SiO2/Si). Оказалось, что эти включения обладают отличными излучательными свойствами.

Специалисты также обнаружили связь между условиями синтеза и люминесценцией полученных наноструктур, после чего создали механизм образования данной фазы кремния за счет механических напряжений, возникающих в пленке SiO2 при облучении, а также напряжений, связанных с проникновением ионов и атомов отдачи из пленки в подложку. С использованием нового метода интенсивность излучения, по предварительным оценкам исследователей, возрастает в сто раз. При этом само излучение остается заметным даже при более высоких температурах.

В ближайшем будущем ученые планируют внедрение разработанного метода в технологии кремниевой фотоники. Следующим научным вызовом станет изобретение способа получения однородных слоев и контроля их толщины.

С подробными результатами исследования можно ознакомиться в статье в журнале Applied Physics Letters.