Гибридные III-V наноструктуры комбинированной размерности на кремнии

Актуальность исследований гибридных наноструктур на основе нитевидных нанокристаллов (ННК) объясняется необходимостью решения важной задачи - создания новых непланарных наноматериалов и наносистем с контролируемыми свойствами и их интеграция с кремниевой технологией. Благодаря уникальной морфологии ННК механические напряжения, возникающие вследствие рассогласования по параметрам кристаллических решёток и коэффициентов термического расширения ННК и подложки, релаксируют на боковых гранях ННК. В настоящее время интерес к ННК вызван перспективой их использования во многих приложениях, поскольку такие квазиодномерные структуры характеризуются оригинальными транспортными, электрическими, механическими и оптическими свойствами и уже находят применение в различных областях микро-, наноэлектроники, оптоэлектроники и фотоники. Современные технологии роста позволяют синтезировать гетероструктуры комбинированной размерности на основе ННК, например, квантовые точки (КТ) в теле ННК. Как нами было показано ранее, в зависимости от комбинации материалов ННК и КТ, данные структуры могут демонстрировать спектры фотолюминесценции (ФЛ) вплоть до комнатной температуры в широком диапазоне длин волн от 770 до 1400 нм, включая стратегически важную длину волны вблизи 1.3 мкм (например, InP ННК с InAsP КТ), что позволяет рассматривать данную систему как перспективную для дальнейшей интеграции оптических элементов на кремниевой платформе с волоконно-оптическими системами. Кроме того, в предыдущих работах мы продемонстрировали, что гибридные наноструктуры на основе AlGaAs ННК с GaAs КТ на поверхности кремния являются эффективными источниками одиночных фотонов и могут найти применение в активно развивающейся области квантовой криптографии. Увеличение диапазона материалов, составляющих ННК и КТ, а также оптимизация условий роста позволят значительно расширить возможности управления зонной структурой гетерополупроводников, выращенных на недорогих кремниевых подложках, без ухудшения кристаллографического качества получаемых наноструктур, что приведет к созданию новых приборов на их основе. Всё вышесказанное объясняет актуальность и научную значимость проекта.