Российские учёные получили экономически-выгодную основу для фотодетекторов, лазеров и газоанализаторов

Ученые из Санкт-Петербургского национального исследовательского академического университета имени Ж. И. Алферова РАН, входящего в консорциум Центра компетенций Национальной технологической инициативы «Фотоника», достигли значительного прорыва в получении высококачественных кристаллов нитрида индия на подложке из кремния.Это открытие открывает новые возможности для создания различных устройств, таких как фотодетекторы ближнего инфракрасного диапазона, датчики газа, устройства передачи информации по оптоволоконным линиям связи, устройства квантовых телекоммуникаций и фотонные интегральные схемы.

Применение нитрида индия в практике стало сложной задачей из-за высокой концентрации дефектов и примесей в формируемых кристаллах. Ранее считалось, что ширина запрещенной зоны нитрида индия составляет 1,8-2,1 эВ. Однако в ходе исследований было установлено, что фундаментальная ширина запрещенной зоны этого материала составляет около 0,65 эВ. Этот результат является рекордным для России и говорит о высоком качестве полученных кристаллов.
Кристаллы нитрида индия обладают диапазоном излучения около 1,5-2 мкм, что делает их подходящими для использования в системах метеодатчиков и детектирования различных газов. Кроме того, переход к квантово-размерным структурам, таким как квантовые точки, позволит создавать эффективные лазеры для передачи информации по оптоволоконным линиям связи.

Важно отметить, что российская разработка является более доступной по сравнению с зарубежными аналогами. Использование подложек из кремния позволяет снизить затраты на производство. Например, стоимость подложек кремния составляет около 5 долларов за штуку, в то время как подложки GaAs, традиционно используемые для создания лазеров в ближнем инфракрасном диапазоне, стоят около 80 долларов за штуку.

СМУС ОПК реализует информационно-новостной проект при поддержке #РосмолодёжьГранты.