Šviečiantis silicis

   Nauja silicio technologija gali atvesti prie lustų, turinčių savyje mažyčius lazerius. Šią technologiją galbūt bus galima panaudoti gaminant tobulesnius sensorius arba kompiuterius, vietoj elektronų naudojančius šviesą.

   Per pastaruosius dešimtį metų labai suintensyvėjo pastangos siekiant priversti silicį spinduliuoti šviesą, bet net ir patys geriausi metodai nedaug tepadeda, nes tokios spinduliuotės efektyvumas tėra vos 1 proc. Kiti puslaidininkiai, pavyzdžiui galio arsenidas, sugeba sukurti šviesą iš elektros srovės net 30 proc. efektyvumu.

   Labiausiai įprastas būdas priversti puslaidininkį spinduliuoti šviesą yra elektros įtampa priverčiant elektronus iš žemesniųjų energetinių lygmenų, vadinamų valentine juosta patekti į aukštesnius lygmenis. Po to elektronai grįžta į valentinę juostą, o atsilaisvinusi energija išsiskiria kaip šviesa. Silicio atveju to padaryti nepavyksta, nes didžiausia atsilaisvinusios energijos dalis yra sugeriama pačiame kristale ir jį tiktai įkaitina.

   Neseniai atlikti Nacionalinės atsinaujinančių energijų laboratorijos iš Goldeno miesto, Kolorado valstijoje darbuotojų, vadovaujamų Shengbai Zhango, skaičiavimai, paskelbti žurnale Physical Review Letters, rodo, kad vienas vienintelis deguonies atomų sluoksnis gali pakeisti tai, kaip silicyje juda elektronai. Jų rezultatai liudija, kad silicio kristalas su tokiu deguonies sluoksniu galėtų spinduliuoti šviesą nemažiau efektyviai nei kiti puslaidininkiai.

   Norint gaminti realius prietaisus, reikia kad spinduliuojančiam siliciui tiktų jau egzistuojančios technologijos. Zhangas mano, kad šioje vietoje problemų nekils, nes jų pasiūlytas darinys nesunkiai pagaminamas jau šiandien. Su juos sutinka ne visi optoelektronikos ekspertai; kai kurie iš jų mano, kad vienatomio deguonies sluoksnio sukūrimas ištisoje silicio plokštelėje gali būti pernelyg sudėtinga dabartinei technologijai užduotis.


Mokslo įdomybės