Разработка новых подходов к увеличению эффективности источников излучения в ближнем ИК-диапазоне, формируемых на основе кремния и германия с помощью ионного облучения

До сих пор попытки создания эффективных излучателей на основе кремния были неудачными из-за непрямозонной энергетической структуры кремния. Недавно нами c помощью ионной имплантации германия и последующего термического отжига были сформированы GeSi структуры с высокой термической стабильностью фотолюминесценции (ФЛ) и многократным увеличением интенсивности ФЛ по сравнению с эпитаксиальными GeSi структурами. Эти структуры демонстрируют линейную зависимость интенсивности излучения от мощности лазерного возбуждения, что является характерным признаком прямых оптических переходов. Подобное поведение ФЛ наблюдали австрийские ученые. Ими было высказано предположение, что наблюдаемые эффекты связаны с введением внутрь квантовых точек излучательных центров особого типа, [110]-расщепленных междоузлий, которые имеют электронный уровень в Г-долине и могут обеспечить прямые оптические переходы. Понимание природы центров излучательной рекомбинации и механизма усиления люминесценции в структурах с имплантированными ионами германия остаётся открытым. В данном проекте планируется провести сравнительный анализ люминесцентных свойств структур, синтезированных при эпитаксии из ионно-молекулярных пучков и при ионной имплантации германия в кремний; установить причины усиления излучательной рекомбинации в ближнем ИК диапазоне. Дополнительным направлением исследования будет разработка методов усиление излучения за счет встраивания центров излучения в микрорезонаторы и фотонные кристаллы.