-Исследование процессов селективной Ван-дер-Ваальсовой эпитаксии полупроводниковых нитевидных нанокристаллов А3В5 на поверхности структурированного графена

Непланарные наногетероструктуры на основе нитевидных нанокристаллов (ННК) твердых растворов полупроводниковых соединений А3B5 представляют собой класс перспективных материалов фотоники, оптоэлектроники и фотовольтаики, способных составить конкуренцию “традиционной” кремниевой технологии, практически исчерпавшей за последние 40 лет резервы своего развития.Геометрия ННК позволяет создавать радиальные и аксиальные гетероструктуры на основе решеточно-рассогласованных систем, стабилизировать полиморфные кристаллические модификации и расширять область смешиваемости твердых растворов. Применение методов эпитаксии Ван-дер-Ваальса (ВдВ, рост массивов гетероструктур на слое двумерного материала) позволяет осуществлять рост массивов ННК на решеточно рассогласованных подложках кремния. При этом, предварительно перенесенные на термически окисленную подложку Si графеновые листы выполняют для зарождающихся ННК роль буферного слоя. В дальнейшем, синтезированные эпитаксиальные массивы ННК могут быть легко отделены от подложки и перенесены в полимерную матрицу, что открывает возможность создания гибких функциональных светоизлучающих и фотопреобразующих структур, превосходящих по своим энергоэффективности и стабильности аналоги на основе органических соединений. Причем, графен в такой геометрии может выступать в роли прозрачного электрического контакта. Кроме того после отделения массива ННК становится возможным повторное использование кремниевой подложки.Целью настоящего Проекта является исследование процессов селективной Ван-дер-Ваальсовой эпитаксии полупроводниковых нитевидных нанокристаллов А3В5 соединений на поверхности графеновых листов, перенесенных на кремниевые подложки, исследование структурных и оптических свойств синтезированных гетероструктур. Научная новизна проекта заключается в выявлении основных закономерностей, определяющих механизмы нуклеации, эпитаксиальной ориентации и релаксации упругих напряжений в процессе ВдВ-гетероэпитаксии при отсутствии сильных ковалентных или ионных химических связей на гетероинтерфейсе с подложкой. Практическая же значимость определяется развитием новых ростовых методик, технологии подготовки виртуальных структурированных подложек графен/Si для селективной эпитаксии, а также пост-ростовых технологий создания гибких функциональных гетероструктур на основе ННК, перенесенных в гибкую полимерную матрицу с прозрачным электрическим контактом на основе графена.Несмотря на перспективность обсуждаемого подхода, на настоящий момент процессы селективной ВдВ-эпитаксии на виртуальных подложках графен/Si, как и методы создания гибких устройств на основе полупроводниковых ННК малоизучены и в России не развиваются. Полученные результаты, могут быть использованы при постановке целей, задач и поиске путей решения прикладных НИОКР по разработке технологических процессов новой элементной базы оптоэлектроники.