Физики из МФТИ открыли в полупроводниках ранее считавшийся невозможным эффект

РИАМО - 1 апр. Исследователи из Московского физико-технического института открыли в полупроводниках так называемый эффект суперинжекции, который является основой современных лазеров и светодиодов, говорится в сообщении пресс-службы МФТИ.

Ранее считалось, что он возможен только в гетероструктурах, состоящих из двух и более полупроводниковых материалов.

«Физики из МФТИ обнаружили, что суперинжекция возможна и в гомоструктурах, то есть достаточно иметь лишь один материал. Это открывает принципиально новые возможности в создании световых источников», – говорится в сообщении.

Полупроводниковые источники света, такие как светодиоды или лазеры, являются основой современной техники. Благодаря им мы можем печатать на принтере и пользоваться высокоскоростным интернетом. Но еще более полувека назад нельзя было представить, что возможно создавать яркие источники света на основе полупроводников – так как в таких устройствах свет генерируется во время рекомбинации электронов и дырок – основных носителей заряда в любом полупроводнике.

Длительное время в изготавливаемых полупроводниковых приборах не удавалось получить достаточно высокой концентрации одновременно и электронов, и дырок. Решение проблемы в 60-е годы нашли Жорес Алферов и Герберт Кремер. Они предложили создавать полупроводниковые источники света не на основе одного материала, а на основе гетероструктур – «бутерброда» из двух и более специально подобранных полупроводников. Этот эффект, названный суперинжекцией, является основой современных светодиодов и лазеров. За эти работы Алферов и Кремер получили Нобелевскую премию по физике в 2000 году.

Благодаря тому, что суперинжекция может наблюдаться в гомоструктурах на основе многих полупроводниковых материалов, этот эффект открывает новые возможности для создания высокоэффективных синих, фиолетовых, ультрафиолетовых и белых светодиодов; источников излучения для оптической передачи данных по воздуху (Li-Fi); новых видов лазеров; передатчиков для квантового интернета; а также оптических устройств для ранней диагностики заболеваний.

Работа опубликована в журнале Semiconductor Science and Technology. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.