Кремний и иод

16.03.2006

Оптические свойства пористого кремния - перспективного материала для микроэлектроники, изменяются под действием паров йода

Оптические свойства пористого кремния - перспективного материала для микроэлектроники, изменяются под действием паров йода, как показали молодые российские ученые при поддержке УНК и Целевой Программы Президиума РАН.

Доклад молодых ученых из ФИАНа и ИОФАНа РАН на ежегодных Демидовских чтениях был посвящен исследованиям пористого кремния в среде, содержащей галогены. Оказалось, что после обработки его поверхности парами йода, свойства этого необычного материала изменяются.

Пористый кремний получили впервые полвека назад, но особенный интерес к нему возник после 1990 года. Именно тогда британский ученый Лэй Кэнхэм обнаружил излучение света пористым кремнием при облучении лазером, причем при комнатной температуре и в видимой области спектра. Хотя пористые вещества много исследуют и широко применяют, до сих пор до конца не изучена природа их оптических свойств. Эксперименты показали, что на такие свойства пористого кремния влияет состояние его поверхности, общая площадь которой может составлять от 10 до 800 квадратных метров на каждый кубический сантиметр объема.

Это означает, что можно управлять длиной излучаемой волны, а значит, и цветом излучения, изменяя площадь поверхности, которая зависит от условий травления кремния. Пористый кремний получают в результате электрохимической обработки монокристаллического кремния в растворе на основе плавиковой кислоты.

Ученые из ФИАНа и ИОФАНа РАН исследовали, как галогены, в первую очередь йод, воздействуют на поверхность пористого кремния в процессе его травления и после образования пористой структуры. Оптические свойства пористого кремния они оценивали при помощи инфракрасной спектроскопии с использованием Фурье спектрометра АФ-1. Оказалось, что инфракрасные спектры пористого кремния после воздействия паров йода существенно меняются. "Обработка в галогенсодержащей среде ведет к появлению новых пиков в спектрах инфракрасного отражения и пропускания. Но для того, чтобы понять природу этих пиков, нужны дополнительные исследования", - говорят авторы работы.

Использование необычных свойства пористого кремния сулит интересные перспективы в микро-, нано - и оптоэлектронике. Из него можно изготавливать, к примеру, датчики влажности, газовые, химические и биологические сенсоры с высокой чувствительностью, светоизлучающие приборы и цветные дисплеи, выращивать тонкие пленки и наноразмерные структуры для различных целей и создавать акустические излучатели широкого диапазона.

©РАН 2020