Ученые СПбГУ увеличили эффективность полупроводниковых наноструктур для оптоэлектроники

В лаборатории новых полупроводниковых материалов для квантовой информатики и телекоммуникаций СПбГУ ученые выращивают наноструктуры, которые потом могут применяться в квантовой криптографии и вычислениях, микроэлектронике, оптоэлектронике, медицине и других сферах. К таким наноструктурам относятся, например, квантовые нити, точки и ямы. За открытие квантовых точек выпускник СПбГУ Алексей Екимов получил Нобелевскую премию по химии.

Эти структуры получают методом молекулярно-пучковой эпитаксии, выращивая их на различных поверхностях, в том числе пластинах кремния — ключевого материала в современной микроэлектронике. Поверхность кремния предварительно очищают химическим методом, после чего помещают в установку молекулярно?пучковой эпитаксии и с помощью источников особо чистых материалов выращивают наноструктуры в условиях вакуума.

XVI Российская конференция по физике полупроводников проходит на базе Физико?технического института имени А. Ф. Иоффе и Академического университета имени Ж. И. Алферова. В этом году в ней принимают участие свыше 360 ученых и специалистов из 18 городов России и других стран.

Специалисты Санкт?Петербургского университета обладают также навыками, позволяющими выращивать одни наноструктуры внутри других: например, квантовые точки внутри нитевидных нанокристаллов. Как отмечают ученые, это позволяет создавать эффективные приборы, которые быстрее и точнее передают и обрабатывают информацию. Изменяя условия роста и, соответственно, размеры наноструктур, можно управлять и их физическими свойствами.

Так, ученые СПбГУ улучшили интенсивность фотолюминесценции (свечения) наноструктур с квантовой точкой внутри нитевидного нанокристалла.

Для этого можно оптимизировать технологию формирования таких объектов, а также улучшить свойства уже сформированных наноструктур. Например, на уже готовые нитевидные нанокристаллы с квантовыми точками мы нанесли раствор коллоидных квантовых точек. При этом интенсивность излучения увеличилась более чем в 10 раз.

Руководитель лаборатории новых полупроводниковых материалов для квантовой информатики и телекоммуникаций СПбГУ Родион Резник

«Известно, что существуют механизмы переноса энергии из коллоидных квантовых точек в другие наноструктуры. Таким образом, можно сказать, что сформированные наноструктуры получают больше "питания" для эффективного излучения света. В нашем случае помогает и химическая оболочка коллоидных квантовых точек (лиганд), которая взаимодействует с поверхностью нитевидного нанокристалла», — рассказал руководитель лаборатории новых полупроводниковых материалов для квантовой информатики и телекоммуникаций СПбГУ Родион Резник.

Помимо этого, на конференции ученые Санкт?Петербургского университета представили результаты исследований по улучшению однородности размеров массивов нитевидных нанокристаллов с квантовыми точками. Для этого был разработан новый подход к упорядоченному синтезу наноструктур. Ученые планируют продолжить работу над этими исследованиями для улучшения свойств конечных структур для их последующего использования на практике.

Санкт?Петербургский государственный университет — старейший университет России — был основан 28 января (8 февраля) 1724 года, когда Петр I издал указ об учреждении Университета и Российской академии наук. Сегодня СПбГУ — научный, образовательный и культурный центр мирового уровня. В 2024 году Санкт?Петербургский университет отмечает свой 300?летний юбилей.

План мероприятий в рамках празднования юбилея Университета был утвержден на заседании оргкомитета по празднованию 300?летия СПбГУ, которое провел заместитель председателя Правительства РФ Дмитрий Николаевич Чернышенко. Среди таких мероприятий — присвоение малой планете имени в честь СПбГУ, выпуск банковских карт со специальным дизайном, брендирование самолета авиакомпании «Россия» и многое другое. В честь 300?летия Санкт?Петербургского государственного университета в почтовое обращение вышла марка, на которой изображены здание Двенадцати коллегий и памятник графу С. С. Уварову. Также с космодрома Байконур была запущена ракета «Союз» с символикой Университета.

По решению губернатора Санкт?Петербурга Александра Дмитриевича Беглова 2024 год в Северной столице объявлен годом Санкт?Петербургского университета. В день 300?летия СПбГУ на Ростральных колоннах зажгли факелы. Дворцовый мост украсили флаги Университета, а общественный транспорт — его символика. В мае 2024 года Университет впервые принял участие в праздновании Дня города и стал отдельной площадкой для мероприятий. Также СПбГУ запустил сайт, посвященный юбилею, с информацией о выдающихся универсантах, научных достижениях и подробностях празднования.