FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2020
176 городов
September – November 2020
312 cities
09-11 октября 2020
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
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
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»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры
21-22 сентября 2019 года
22-23 октября 2019 года
29-30 ноября 2019 года
7-8 сентября 2019 года
27-29 сентября 2019 года
4-5 октября 2019 года
10-12 октября 2019 года

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

Другие статьи в этой рубрике

Химики создали программу для безопасного хранения и утилизации реактивов

Американские ученые создали компьютерную программу для поиска безопасных и эффективных способов хранения и утилизации химических реактивов.

Гравитационная линза впервые помогла рентгеновским наблюдениям

Оптическое и рентгеновские изображения линзированной галактики
M. Bayliss  et al. / Nature Astronomy, 2019

Физики получили пластичное стекло

Ученые создали тонкие пленки из стеклообразного оксида алюминия, которые можно растягивать, сжимать и изгибать без появления трещин при комнатной температуре.

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Ну, подумаешь, укол...

Втыкание стальной иглы в собственную плоть никогда не будет весёлым и увлекательным занятием – но, по крайней мере, его можно сделать гораздо менее болезненным.

Новый вид бесхлорофилльного растения рода Seychellaria

Ученые МГУ совместно с коллегой из Королевских ботанических садов Кью (Великобритания) нашли на о. Мадагаскар новый вид растения из рода Seychellaria и назвали его Seyc

Супертрамвай "Россия-1"

"Уралвагонзавод" продемонстрировала прототип трамвая R1 (RUSSIA ONE) на выставке Иннопром-2014, и сказать, что он привлёк внимание, будет серьёзным преуменьшением.

Птицы смотрят в будущее

Мы отличаемся от животных тем, что можем смотреть в будущее и пренебрегать сиюминутной небольшой выгодой, чтобы потом отхватить гораздо больше. Далеко не все люди так поступают, однако все мы можем понять плюсы такой стратегии.

Астрономы открыли планету, на которой идут железные дожди

Телескоп VLT