Разработка и исследование фотоэлектрических преобразователей и приборов с объемной неустойчивостью на основе III-нитридных нитевидных нанокристаллов и кремниевых подложек

Предлагаемый проект направлен на развитие базы оптоэлектронных компонентов на основе нитевидных нанокристаллов III-нитридных соединений (включая GaN) на Si подложках. Полупроводниковые твердые III-N растворы за счет своих уникальных свойств, таких как прямозонность, варьируемость значения ширины запрещенной зоны в широком диапазоне (например, от 0,65 эВ до 3,4 эВ для InGaN), высокий коэффициент оптического поглощения, высокая подвижность носителей заряда, высокая теплопроводность, стойкость к внешним воздействиям, возможность контролируемого синтеза кристаллов с заданным уровнем легирования, открывают широкие возможности при исследовании и создании оптоэлектронных структур и приборов на их основе. Нитевидные нанокристаллы (ННК) из нитридных соединений за счет особенностей своей формы (высокого аспектного отношения длины ННК к его диаметру) обладают высокой механической жесткостью и за счет релаксации упругих напряжений на боковых поверхностях ННК обеспечивается бездислокационный рост кристаллов на полупроводниковых подложках различного типа, в том числе с большим рассогласованием по параметру кристаллической решетки. Данные особенности ННК открывают перспективы создания оптоэлектронных приборов на основе интеграции низкоразмерных структур III-нитридных соединений и кремниевой технологии, с параметрами недоступными для планарных гетероструктур. В проекте будут выполнены исследования по двум перспективным направлениям, а именно: (i) моделирование и создание солнечных элементов (СЭ) с одним и несколькими каскадами на Si подложках, верхний эмиттерный слой которых представляет собой массив нитридных ННК; (ii) создание диодов Ганна на основе одиночных n+ – n – n+ GaN ННК, а также их массивов, выращенных на Si подложках. Рассматриваемые гетероструктуры на основе нитридных ННК будут синтезированы с помощью молекулярно-пучковой эпитаксии, будет определена взаимосвязь оптических и электрических характеристик синтезированных ННК с ростовыми параметрами.