Кристаллы черного фосфора представляют собой структуру, которую можно механически разделить на наноразмерные слои толщиной всего в один атом. Это обусловлено особенностями строения кристаллов. Такая способность материала, в совокупности с полупроводниковыми свойствами, делает фосфорные пленки наиболее эффективным аналогом существующей сейчас основы для инфракрасных приборов, используемых в фотонике. Например, фото- и светодиодов, которые применяются в оптических системах связи, медицине, приборах для зондирования земной поверхности и других. Также кристаллы черного фосфора обладают способностью регистрировать линейно-поляризованное оптическое излучение, где колебания световой волны строго упорядочены в определенной плоскости вдоль различных кристаллографических направлений в кристалле, что позволяет в перспективе создать поляризационно-чувствительные приборы фотоники.
Благодаря всем этим уникальным качествам материал является предметом для изучения со стороны научного сообщества, но для того, чтобы применять фосфорные пленки на практике, требуется разработать эффективные методы их изучения.
Ученые СПбГЭТУ «ЛЭТИ» предложили метод, с помощью которого можно с высокой точностью определять характеристики нового класса полупроводниковых пленок из черного фосфора. За основу метода взяты исследования при помощи оптического фурье-спектрометра, способного высокоточно измерять характеристики инфракрасного оптического излучения.
Как объяснил аспирант кафедры микро- и наноэлектроники (МНЭ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Семен Андреевич Хахулин, высокоточный метод называется фурье-спектроскопия анизотропного отражения. По сравнению с другими существующими сейчас методиками, он позволяет получать гораздо больше информации об основных свойствах перспективных анизотропных наноразмерных материалов ИК-диапазона.
На основе фурье-спектроскопии исследователи ЛЭТИ разработали способ измерения сигналов при вращении положения линейной поляризации света при взаимодействии с конкретными материалами. Им удалось получить наиболее точные параметры полупроводниковых характеристик в ходе экспериментов с измерением спектров анизотропного отражения черного фосфора.
Ожидается, что метод позволит значительно продвинуться в исследованиях по поиску кристаллов и пленок черного фосфора с наилучшими характеристиками, а также найдет применение в качестве средства неразрушающего контроля в процессе производства электронных компонентов. Также, по словам ученых, их метод сможет использоваться для изучения широкого класса анизотропных полупроводниковых кристаллов и других перспективных анизотропных полупроводниковых объектов.
Метод, созданный в ЛЭТИ, уже получил патент, а результаты исследования были опубликованы в научном журнале Applied Spectroscopy.
Источник: «Научная Россия»
распечатать статью
