Ученые МФТИ обнаружили «невозможный» феномен суперинжекции в структурах
Исследовательская группа МФТИ опубликовала в журнале Semiconductor Science and Technology работу, в которой представила новый способ получения суперинжекции в «чистых» полупроводниках. Ранее такой эффект — резкое увеличение числа электронов и дырок — удавалось воспроизводить только в сложных структурах и при низких температурах, что ограничивало практическое применение.
Команда под руководством Дмитрия Федянина показала, что суперинжекцию можно реализовать при комнатной температуре в алмазе и нитриде галлия (GaN). Это открывает путь к созданию высокоэффективных устройств на основе простых полупроводников и значительно расширяет возможности их использования.
Учёные сосредоточились на материалах, которые редко применяются в лазерах и светодиодах, включая алмазоподобные структуры с примесями. Ранее уже было известно, что такие алмазы способны излучать одиночные фотоны при комнатной температуре, что делает возможной разработку сверхбыстрых лазеров.
Федянин и Игорь Храмцов исследовали многослойные алмазные структуры с разными типами примесей и провели математическое моделирование распределения носителей заряда. Расчёты показали, что при правильной толщине слоёв и оптимальном составе можно добиться эффекта, аналогичного суперинжекции: концентрация электронов в активной зоне увеличивается на порядок по сравнению с классическими методами.
Также моделирование подтвердило, что такие структуры способны обеспечивать яркость и эффективность, сопоставимые с традиционными многослойными лазерами. По оценке МФТИ, новый подход позволит создавать ультрафиолетовые светодиоды с рекордной яркостью — в тысячи раз выше прежних прогнозов.
Авторы считают, что метод можно адаптировать и к другим простым полупроводникам с похожими характеристиками. Это сделает мощные лазеры и высокоинтенсивные светодиоды более доступными для телекоммуникаций, медицины и промышленности.
Рекомендуем также:
Последние новости Перми уже в твоем телефоне - подписывайся на телеграм-канал «Пермь Новости»
