Фактически все полупроводниковые приборы, выпускаемые в настоящее время, изготовлены из кремния, имеющего кубическую кристаллическую решетку. Именно такую решетку имеет этот материал, кристаллизующийся в естественных условиях. Однако, исследователи из Технологического университета Эйндховена (Eindhoven University of Technology) и Технологического университета Дельфта (Delft University of Technology), Нидерланды, при помощи некоторых ухищрений получили форму кремния, имеющую шестигранную кристаллическую решетку. И, как ожидают ученые, такой кремний должен обладать достаточно уникальным набором оптических, электрических, сверхпроводящих и механических свойств по отношению к своему "кубическому" собрату.
"Нормальный кубический кремний не может излучать свет из-за его значения ширины запрещенной зоны" - рассказывает Эрик П. А. М. Бэккерс (Erik P. A. M. Bakkers), профессор физики из университета Эйндховена, - "Наши расчеты показывают, что шестиугольный кремний, смешанный в определенной пропорции с германием, должен быть в состоянии излучать свет с высокой эффективностью. Это позволило бы нам встраивать оптические коммуникационные элементы прямо на кристаллы серийно выпускаемых чипов, увеличивая энергоэффективность и быстродействие последних".
Следует заметить, что данный случай является не первым случаем в истории науки, когда ученым удавалось получить шестиугольную форму кремния. Однако, все использованные ранее методы испытывали трудности, связанные с необходимостью очень точного управления процессом кристаллизации материала. Кроме этого, в более ранние времена отсутствовали методы, способные осуществить проверку правильности кристаллической структуры и выявить возникшие в процессе производства дефекты.
Обе вышеописанные проблемы были решены учеными из Нидерландов путем использования инновационных методов производства и контроля структурных характеристик полученного материала. Новый метод производства вовлекает нанесение кремния на своего рода шаблон с шестигранными нанопроводниками при относительно высокой температуре. Как показала практика, такой способ позволяет получить высококачественный шестиугольный кремний. Из-за того, что кремний растет вверх на окончаниях нанопроводников, при процессе производства отсутствует возможность наложения слоев выращиваемого материала, которые мешают производить измерения, имеющие отношение к проверке структуры материала.
Ученые надеются, что разработанный ими метод получения высококачественного шестиугольного кремния позволит им и другим ученым заняться тщательными исследованиями свойств этого материала, что, в конечном счете, должно привести к появлению нового класса полупроводников. В ближайшем времени ученые планируют при помощи такой же технологии получить образцы шестиугольного германия и сплава германия-кремния, который является весьма перспективным материалом для области оптоэлектроники.
"Следующим нашим шагом будет получение сплава шестиугольного германия и кремния. Как только мы получим этот материал, мы займемся изучением его оптических и электронных свойств" - рассказывает Бэккерс, - "И это не какая-то там далекая и туманная перспектива, мы ведем работы в этом направлении уже прямо сейчас".
Источник: www.dailytechinfo.org
|
