Созданы лазеры на кремниевой основе для дальних линий связи и других применений

Ученые Санкт-Петербургского национального исследовательского академического университета им. Ж. И. Алфёрова сумели вырастить высококачественные кристаллы нитрида индия на кремниевой основе, сообщили в Центре компетенций НТИ "Фотоника", в который входит учреждение.

Питерские физики стали первопроходцами в этом направлении.

"В этом году мы первыми в России научились синтезировать практически бездефектные кристаллы нитрида индия на дешёвом кремнии. Это очень сложная технологическая задача, так как кремний не подходит для роста таких кристаллов", — похвалился Владислав Гридчин, научный сотрудник лаборатории эпитаксиальных нанотехнологий университета.

Кремний — самый распространённый материал на Земле, напомнил он. Технологически на нём можно синтезировать самые разные полупроводники, и с нитридом индия были удачные опыты, но полученные кристаллы обладали слишком большой шириной запрещённой зоны — до 1,8-2,1 эВ. Считалось, что это предел, и только в 2000-х Валерий Давыдов из Института Иоффе доказал, что фундаментальная ширина запрещённой зоны не превышает 0,65 эВ, а предыдущие результаты обусловлены низким качеством криасталлов.

"Нам удалось приблизиться к фундаментальной ширине запрещённой зоны данного материала, что говорит о его крайне высоком качестве. Полученный результат является рекордным в России", — с гордостью констатировал Гридчин.

У разработки большое будущее. Нитрид индия излучает в ближнем инфракрасном диапазоне, что позволяет применять его для создания фотодетекторов, датчиков газа, устройств квантовых телекоммуникаций, фотонных интегральных схем, сверхдальних оптоволоконных линий связи.

При всём альтруизме, присущем учёным, они не могли отметить и большой коммерческий потенциал своего детища. По словам Гридчина, серийно выпускаемые лазеры на подложках GaAs стоят от 80 долларов, а на кремнии получится не более пяти.