Оптические полупроводники: 10.1. Оптические свойства полупроводников — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

10.1. Оптические свойства полупроводников

Полупроводники – это широкий класс веществ, в которых концентрация подвижных носителей электрического заряда значительно ниже, чем концентрация атомов и может изменяться под действием температуры, освещения или относительно малого количества примесей.

По химическому составу полупроводники делят на элементарные (германий Ge, кремний Si, селен, теллур…) двойные, тройные и четверные соединения. Полупроводниковые соединения классифицируют по номерам групп периодической таблицы элементов, к которым принадлежат входящие в соединение элементы, например, соединения А³B⁵(GaAs, InSb ….).

Электрические и оптические свойства полупроводников объясняются характерной диаграммой энергетических уровней электронов в их кристаллической структуре:

Рис.10.1. Энергетическая диаграмма зонной структуры полупроводника. Состояния, заполненные электронами, заштрихованы.

Энергетические уровни зоны проводимости отделены от валентной зоны энергетическим барьером – запрещенной зоной. E_G – ширина запрещенной зоны, равная энергии, которую надо сообщить электрону для перевода его из валентной зоны в зону проводимости.

При нагреве полупроводника, оптическом облучении или воздействии ряда других возбуждающих факторов электроны могут переходить в зону проводимости. Именно поэтому электрическое сопротивление полупроводников с узкой запрещенной зоной сильно зависит от температуры, а спектр поглощения всех полупроводников имеет характерную границу. Если энергия светового кванта меньше ширины запрещенной зоны E_g, то свет не поглощается. И наборот, когда энергия кванта превышает E

g то коэффициент поглощения становится чрезвычайно большим, достигая тысяч см^-1.

Рис. 10.2. Спектры поглощения германия и кремния. Фотоны, энергия которых меньше ширины запрещенной зоны, не поглощаются или слабо поглощаются полупроводником.

Рис. 10.3. Край собственного поглощения в соединениях А³В⁵.

Рис. 10. 4. Межзонные оптические переходы в прямозонном полупроводнике. Энергетические уровни полупроводника можно моделировать 4-х уровневой схемой

Люминесценцию полупроводника можно описывать схемой, состоящей из 4 энергетических уровней. Было обнаружено, что квантовый выход электролюминесценции в арсениде галлия достигает значений, близких к 100%. Эффективно люминесцируют только прямозонные полупроводники. Кристаллический кремний – основной материал современной электроники непрямозонный. Поэтому он не люминесцирует и его использование в качестве активной лазерной среды невозможно.

Рис. 10.5. Длины волн люминесценции полупроводников, используемых в лазерах.

Важнейший способ накачки в полупроводниковых лазерах – инжекция носителей заряда через p-n –переход.

Для осуществления такой накачки нужно попросту пропускать ток в прямом направлении через p-n –переход. Другие способы накачки: оптическая, электронно-лучевая, электрический пробой (в стриммерных лазерах).

Рис. 10.6. Схема электронных уровней собственного полупроводника. В собственных полупроводниках электроны термически возбуждаются через запрещенную зону. Это может происходить, когда ширина запрещенной зоны сравнительно невелика 10 < 

g/kT < 100. Поэтому в собственных проводниках электрическая проводимость сильно зависит от температуры. Распределения концентраций электронов и дырок в зоне проводимости и в валентной зоне показаны справа.

К несобственным, примесным полупроводникам относят материалы, легированные донорными или акцепторными примесями, которые приводят к появлению в кристаллической решетке отрицательных (электроны) или положительных (дырки) носителей заряда. Электрическая проводимость примесных полупроводников связана именно с присутствием легирующих примесей.

Уровень Ферми – энергия, ниже которой все электронные состояния системы при температуре абсолютного нуля заполнены, а выше – свободны. В невырожденных полупроводниках уровень Ферми совпадает с серединой запрещенной зоны. При повышении температуры уровень Ферми смещается в сторону разрешенной зоны, обладающей меньшей эффективной массой электронов и дырок.

Рис. 10.7. Расположение атомов в элементарной ячейке элементов 4 группы (C, Si, Ge) – a) и соединений А³В⁵ (GaAs и др.) – б).

Таблица 10.1. Некоторые свойства полупроводников. ** D – прямозонный материал, I непрямозонный материал.

Рис. 10.8. Постоянная решетки а₀ и ширина запрещенной зоны при изменении состава тройных соединений А³В⁵. Длина волны, указанная на верхней шкале соответствует краю полосы оптического поглощения материала. Штриховые линии соответствуют непрямозонным материалам.

Рис. 10.9. Диаграммы зависимостей постоянной решетки и ширины запрещенной зоны для четверных соединений: а – (In_1-_xGa_x)(As_1-_yP_y). Штриховые линии указывают область энергий запрещенной зоны, которые могут быть получены в четверных соединениях при согласовании с решеткой подложки из GaAs и InP; б – (Ga

1-_xAl_x) (As_ySb_1-_y ).

В процессе рекомбинации электрона и дырки выполняется закон сохранения энергии и импульса. Избыточная энергия и импульс электрона и дырки уносятся фотоном. Прямые процессы перехода электрона в зону проводимости в непрямозонных полупроводниках с участие фотона запрещены, так как при этом нарушается закон сохранения импульса. Такие процессы возможны только при участии еще одной квазичастицы – фонона.

Рис.

10.10. Энергетические диаграммы для непрямозонного (а) и прямозонного (б) полупроводников. В непрямозонном материале рекомбинация может происходить только при условии компенсации различия импульсов электронов и дырок. Это может происходить при участии фонона. В физике твердого тела импульсом называют волновое число электрона.

В непрямозонных полупроводниках преобладает безизлучательная рекомбинация электронов и дырок.

Гетеропереходом называют созданный в одном кристалле пространственный переход между двумя различными по химическому составу полупроводниками. Гетеропереходы между полупроводниками с сильно различающимися постоянными решетки характеризуются высокой концентрацией центров безизлучательной рекомбинации. Поэтому их в лазерах не используют.

Для создания гетероперехода, который можно использовать в лазере, необходим подбор разных полупроводниковых материалов, имеющих примерно одинаковую постоянную решетки. Такие гетропереходы называют изопериодическими. В лазерах и светодиодах используют только изопериодические гетеропереходы. Например GaAs и AlAs (см. рис. 13.6). Гереопереход может образовываться полупроводниками с одинаковым и разным типом проводимости. На границе гетероперехода происходит изменение свойств полупроводникового материала: структуры энергетических зон, ширины запрещенной зоны, эффективных масс носителей заряда, их подвижность.

Если различие между полупроводниками, образующими гетеропереход, заключается и в ширине запрещенной зоны, то это позволяет создавать в гетероструктурах квантовый ямы для пространственной локализации электронов проводимости и дефектов решетки.

Различие в показателях преломления материалов, расположенных по разные стороны гетероперехода, дает возможность создания оптических планарных волноводов на основе гетероструктур, состоящих из двух гетеропереходов. Специальная многослойная гетероструктура полупроводникового лазера создает пространственное ограничение, как для электронов, так и для оптического излучения.

Физика и техника полупроводников

Журналы
Поиск
Войти

Физика и техника полупроводников

Описание журнала
Редакционная коллегия
Статистика
Переводная версия

Авторам

Правила оформления публикаций

Вышедшие номера

2023
- 1
2022
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2021
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2020
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2019
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2018
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
2017
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2016
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2015
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2014
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2013
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2012
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2011
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2010
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2009
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2008
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2007
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2006
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2005
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2004
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2003
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2002
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2001
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2000
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1999
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1998
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1997
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1996
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1995
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1994
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1993
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1992
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1991
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1990
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1989
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1988
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Home » Физика и техника полупроводников » Год 2003, выпуск 1

>>>

Физика и техника полупроводников, 2003, том 37, выпуск 1

Атомная структура и неэлектронные свойства полупроводников

Поляков М. Е.

Многочастотные кинки в многочастотных внешних полях

Гасан-заде С.Г., Старый С.В., Стриха М.В., Шепельский Г.А.

Электрическая активность дислокаций и точечных дефектов деформационного происхождения в кристаллах Cd_xHg_1-xTe

Скворцов А.А., Литвиненко О.В., Орлов А.М.

Определение констант деформационного потенциала n-Si, p-Si по концентрационному ангармонизму

Электронные и оптические свойства полупроводников

Брудный В.Н., Пешев В.В.

Влияние электронного (зарядового) состояния E-ловушек на эффективность их накопления в n-GaAs при облучении

Полупроводниковые структуры, границы раздела и поверхность

Игамбердиев Х.Т., Мамадалимов А.Т., Муминов Р.А., Усманов Т.А., Шоюсупов Ш.А.

Исследование фотоемкости диодов из кремния, легированного ванадием

Глауберман М.А., Егоров В.В., Козел В.В., Канищева Н.А.

Исследование магниточувствительности транзисторных структур с диффузионным переносом инжектированных носителей

Коваленко В. Ф., Шутов С.В.

Размерный эффект двухфотонного поглощения рекомбинационного излучения в варизонных твердых растворах Al_xGa_1-xAs

Красников Г.Я., Зайцев Н.А., Матюшкин И.В.

Математическое моделирование кинетики высокотемпературного окисления кремния и структуры пограничного слоя в системе Si—SiO₂

Барановский О.К., Кучинский П.В., Савенок Е.Д.

Шумовые характеристики кремниевых p-n-структур с тонкой областью умножения при термическом отжиге радиационных дефектов

Блинова Н.В., Краснопеева Е.Л., Николаев Ю.А., Осадчев А.Ю., Рудь В.Ю., Рудь Ю.В., Теруков Е.И., Шаманин В.В.

Фотоэлектрические свойства гетеропереходов кремний—полигомосопряженные элементоорганические соединения

Астрова Е.В., Коровин Л.И., Ланг И.Г., Ременюк А.Д., Шуман В.Б.

Прозрачность макропористого кремния со сквозными каналами

Строкан Н.Б., Иванов А.М., Бойко М.Е., Савкина Н.С., Стрельчук А.М., Лебедев А.А., Якимовa Р.

Карбид-кремниевые транзисторные структуры как детекторы слабоионизирующего излучения

Низкоразмерные системы

Кульбачинский В. А., Лунин Р.А., Рогозин В.А., Мокеров В.Г., Федоров Ю.В., Хабаров Ю.В., Нарюми Е., Киндо К., де Виссер А.

Латеральный электронный транспорт в короткопериодных сверхрешетках InAs/GaAs на пороге образования квантовых точек

Галиев Г.Б., Каминский В.Э., Мокеров В.Г., Авакянц Л.П., Боков П.Ю., Червяков А.В., Кульбачинский В.А.

Исследования электронных переходов в связанных квантовых ямах со встроенным электрическим полем методом спектроскопии фотоотражения

Аморфные, стеклообразные и пористые полупроводники

Гинзбург Л.П.

Влияние заряженных дефектов на обнаружение электронного парамагнитного резонанса в стеклообразных халькогенидных полупроводниках

Наумова О.В., Антонова И.В., Попов В.П., Стась В.Ф.

Электрофизические свойства структур Si : H/p-Si, полученных имплантацией водорода

Лисовский И.П., Индутный И.З., Гненный Б.Н., Литвин П.М., Мазунов Д.О., Оберемок А.С., Сопинский Н.В., Шепелявый П.Е.

Фазово-структурные превращения в пленках SiO_x в процессе вакуумных термообработок

Венгер Е. Ф., Голиней Р.Ю., Матвеева Л.А., Васин А.В.

Влияние водородной плазмы на спектр электроотражения и спектр электронных состояний пористого кремния

Бирюлин Ю.Ф., Меленевская Е.Ю., Миков С.Н., Орлов С.Е., Петриков В.Д., Сыкманов Д.А., Згонник В.Н.

Оптические свойства фуллеренсодержащих свободных пленок полидиметилфениленоксида

Физика полупроводниковых приборов

Гордеев Н.Ю., Зайцев С.В., Карачинский Л.Я., Копчатов В.И., Новиков И.И., Устинов В.М., Копьев П.С.

Особенности электролюминесценции инжекционных лазеров на основе вертикально-связанных квантовых точек вблизи порога лазерной генерации

Булярский С.В., Ионычев В.К., Кузьмин В.В.

Туннельная рекомбинация в кремниевых лавинных диодах

Учредители

Российская академия наук
Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе Российской академии наук

Издатель

Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе Российской академии наук

SPbPU EL — Оптические свойства полупроводников: учебное пособие

Title:	Оптические свойства полупроводников: учебное пособие
Creators:	Воробьев Леонид Евгеньевич; Фирсов Дмитрий Анатольевич; Шалыгин Вадим Александрович
Organization:	Ленинградский политехнический институт им. М. И. Калинина
Imprint:	Ленинград: ЛПИ, 1989
Electronic publication:	Санкт-Петербург, 2020
Collection:	Учебная и учебно-методическая литература; Общая коллекция
Subjects:	Полупроводники — Оптические свойства
UDC:	537. 311.322:535(075.8)
Document type:	Tutorial
File type:	PDF
Language:	Russian
Speciality code (FGOS):	03.00.00
Speciality group (FGOS):	030000 — Физика и астрономия
DOI:	10.18720/SPBPU/2/si20-523
Rights:	Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)
Record key:	RU\SPSTU\edoc\63150

Allowed Actions: –

Action ‘Read’ will be available if you login or access site from another network Action ‘Download’ will be available if you login or access site from another network

Group: Anonymous

Network: Internet

Annotation

Рассмотрены основные механизмы взаимодействия света с полупроводниками. Изложена теория и приведены экспериментальные данные для межзонных оптических переходов, примесного поглощения света, поглощения света свободными носителями заряда с кристаллической решеткой. Учебное пособие предназначено для студентов специальностей «Физика твердого тела», «Физика и технология материалов и компонентов электронной техники», «Микроэлектронные и полупроводниковые приборы», изучающих физику твердого тела, физику полупроводников и полупроводниковых приборов. Оно может быть использовано при самостоятельном изучении отдельных разделов разных курсов, а также при выполнения курсовых работ и НИР.

Document access rights

	Network		User group		Action
	ILC SPbPU Local Network		All
	External organizations N2		All
	External organizations N1		All
	Internet		Authorized users SPbPU
	Internet		Authorized users (not from SPbPU)
	Internet		Anonymous

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава I.

{–10}(σ≈10–12−10–10 Ом^–1·см^–1) (проводимость указана при комнатной температуре). Характерной особенностью полупроводников является сильная зависимость их проводимости от температуры, причём в достаточно широком интервале температур проводимость полупроводников, в отличие от металлов, экспоненциально увеличивается с ростом температуры T:T\text:T:

σ=σ0exp⁡(–Ea/kT).(∗) \sigma = \sigma _0 \exp(–ℰ_a/kT) . \qquad{(*)}σ=σ0exp(–Ea/kT).(∗)

Здесь kkk – постоянная Больцмана, Eaℰ_aEa – энергия активации электронов в полупроводнике, которая может меняться от нескольких миллиэлектронвольтов до нескольких электронвольтов, σ0σ_0σ0 – коэффициент пропорциональности, который также зависит от температуры, но эта зависимость более слабая, чем экспоненциальная. С повышением температуры тепловое движение разрывает часть химических связей в полупроводнике, и электроны, число которых пропорционально exp⁡(–Ea/kT)\exp(–ℰ_a/kT)exp(–Ea/kT), становятся свободными и участвуют в электрической проводимости. Энергия, необходимая для того, чтобы разорвать химическую связь и сделать валентный электрон свободным, называется энергией активации.

Полупроводники и диэлектрики относят к одному классу материалов; различие между ними является количественным, а не качественным. Проводимость диэлектриков также имеет активационный характер, однако Eaℰ_aEa для них составляет 6 эВ и более, поэтому собственная проводимость диэлектриков могла бы стать существенной только при очень высоких температурах, при которых уже наступают структурные изменения вещества. В связи с этим термин «полупроводники» часто понимают в узком смысле как совокупность веществ, полупроводниковые свойства которых ярко выражены при комнатной температуре (300 К).

Химические связи могут быть разорваны не только тепловым движением, но и различными внешними воздействиями: электромагнитным излучением, потоком быстрых частиц, деформацией, сильными электрическим и магнитным полями и др. Поэтому для полупроводников характерна высокая чувствительность проводимости к внешним воздействиям, а также к концентрации структурных дефектов и примесей. {\text{VI}},AIIBVI, например GaxAl1–xAs,\text{Ga}_{\text{x}}\text{Al}_{\text{1–x}}\text{As},GaxAl1–xAs, GaxAl1–xN,\text{Ga}_{\text{x}}\text{Al}_{\text{1–x}}\text N,GaxAl1–xN, CdxHg1–xTe,\text{Cd}_{\text{x}}\text{Hg}_{\text{1–x}}\text{Te},CdxHg1–xTe, CdxMn1–xTe,\text{Cd}_{\text{x}}\text{Mn}_{\text{1–x}}\text{Te},CdxMn1–xTe, GaxIn1–xAsyP1–y\text{Ga}_{\text{x}}\text{In}_{\text{1–x}}\text{As}_{\text{y}}\text{P}_{\text{1–y}}GaxIn1–xAsyP1–y и др.

Примеры аморфных полупроводников: аморфный гидрогенизированный кремний a–Si:H,a–\text{Si:H},a–Si:H, аморфные Ge,\text{Ge},Ge, Se,\text{Se},Se, Te,\text{Te},Te, многокомпонентные стеклообразные сплавы халькогенидов на основе S,\text{S},S, Se,\text{Se},Se, Te.\text{Te}.Te.

К органическим полупроводникам относятся: ряд органических красителей, ароматические соединения (нафталин, антрацен и др.), полимеры с сопряжёнными связями, некоторые природные пигменты. Органические полупроводники существуют в виде монокристаллов, поликристаллических или аморфных порошков и плёнок. Достоинство органических полупроводников – относительная дешевизна их производства и механическая гибкость. Они применяются как светочувствительные материалы для фотоэлементов и ПЗС-матриц; на их основе созданы светоизлучающие диоды, в том числе для гибких экранов и мониторов.

Большинство изученных полупроводников находятся в кристаллическом состоянии. Свойства таких полупроводников в значительной мере определяются их химическим составом и симметрией кристаллической решётки. Атомы кремния, обладая четырьмя валентными электронами, образуют кубическую кристаллическую решётку типа алмаза с ковалентной связью атомов (кристаллографический класс m3ˉm,m\bar 3m,m3ˉm, или Oh).O_h).Oh). Такую же кристаллическую решётку имеют германий и серое олово. В кристаллах GaAs\text{GaAs}GaAs каждый атом образует 4 валентные связи с ближайшими соседями, в результате чего получается кристаллическая решётка, подобная решётке алмаза, в которой ближайшими соседями катиона Ga\text{Ga}Ga являются анионы As\text{As}As и наоборот. За счёт частичного перераспределения электронов атомы Ga\text{Ga}Ga и As\text{As}As оказываются разноимённо заряженными и связи между атомами становятся частично ионными. Кристаллическая решётка GaAs\text{GaAs}GaAs не обладает центром инверсии, поэтому в таких полупроводниках возникают эффекты, отсутствующие в центросимметричных полупроводниковых структурах, например пьезоэлектричество, генерация 2-й оптической гармоники, фотогальванические эффекты. Структурой, подобной арсениду галлия, обладают InAs,\text{InAs},InAs, InP,\text{InP},InP, ZnTe,\text{ZnTe},ZnTe, ZnSe\text{ZnSe}ZnSe и др.

Чистые и структурно совершенные полупроводники получают в результате кристаллизации из расплава или раствора. Для создания тонких полупроводниковых плёнок применяют метод эпитаксии из жидкой или газовой фазы.

Электроны и дырки в полупроводниках

В твёрдом теле валентные электроны обобществляются – их волновые функции на соседних атомах перекрываются, и возникает устойчивая химическая (ковалентная) связь. На каждую связь между атомами приходится по два электрона, и распределение электронной плотности в пространстве оказывается жёстко фиксированным. Проводимость полупроводников появляется, если разорвать связи между некоторыми атомами, например, тепловым или оптическим воздействием, передав небольшой части валентных электронов дополнительную энергию и переведя их на вакантные (пустые) электронные орбитали, расположенные выше по энергии. Такие электроны могут свободно передвигаться по кристаллу, переходя с одного атома на другой, и переносить отрицательный электрический заряд. Разорванная связь с недостатком электрона (дырка) также может перемещаться по кристаллу за счёт перехода на неё электрона из соседней связи. Поскольку разорванная связь означает наличие локального положительного электрического заряда, дырки переносят положительный заряд. Дырки, как и электроны, могут перемещаться на значительные расстояния в периодическом потенциале кристалла без рассеяния.

В идеальных кристаллах, не содержащих дефектов и примесей, электроны и дырки всегда появляются па́рами в силу сохранения электрического заряда, однако подвижности электронов и дырок, как правило, различны. В легированных полупроводниках концентрации свободных электронов и дырок могут различаться на несколько порядков, так что электропроводность осуществляется практически полностью носителями заряда одного типа.

Зонная теория полупроводников

Последовательное и строгое описание состояний носителей заряда и их движения в кристалле можно сделать в рамках зонной теории. Основное состояние кристалла при нулевой температуре формируется за счёт последовательного заполнения электронами наинизших энергетических состояний. Согласно принципу Паули, в каждом состоянии с определённым значением спина может находиться только один электрон. В зависимости от кристаллической структуры и от числа электронов в каждом из атомов, составляющих кристалл, возможны два случая: 1) электроны полностью заполняют несколько нижних разрешённых зон, а все верхние зоны остаются пустыми; 2) одна из разрешённых зон заполнена частично. В первом случае распределение электронной плотности в кристалле фиксировано, электроны не могут участвовать в проводимости и кристалл является полупроводником или диэлектриком. Во втором случае часть электронов в пределах частично заполненной зоны может свободно перемещаться по кристаллу и кристалл является металлом. В полупроводниках и диэлектриках верхняя полностью заполненная разрешённая зона энергий называется валентной зоной, нижняя пустая зона – зоной проводимости. Энергетический интервал между дном (минимумом энергии) зоны проводимости и потолком (максимумом энергии) валентной зоны называется шириной запрещённой зоны Eg.ℰ_g.Eg. Различие между полупроводниками и диэлектриками количественное: полупроводники характеризуются узкими запрещёнными зонами и широкими разрешёнными зонами, тогда как широкие запрещённые зоны и узкие разрешённые зоны типичны для диэлектриков. Чёткого разграничения между диэлектриками и полупроводниками по значению Egℰ_gEg нет, но в большинстве случаев вещества с Eg≤3ℰ_g ≤ 3Eg≤3 эВ относят к полупроводникам, а с Eg≥6ℰ_g ≥ 6Eg≥6 эВ – к диэлектрикам.

Рис. 1. Чередование разрешённых и запрещённых энергетических зон в кристаллических полупроводниках. При отличной от нуля температуре тепловое движение перераспределяет электроны по энергии: часть электронов «забрасывается» из валентной зоны в зону проводимости. При этом появляются свободные носители заряда – электроны в зоне проводимости и дырки в валентной зоне (рис. 1). Количество свободных электронов и дырок экспоненциально зависит от температуры, поэтому температурная зависимость проводимости полупроводников определяется формулой (∗)(*)(∗).

В широком классе полупроводников ширина энергетических зон значительно превышает тепловую энергию при комнатной температуре (0,025 эВ), поэтому носители заряда заполняют состояния только вблизи экстремумов разрешённых зон, т. е. вблизи дна зоны проводимости и потолка валентной зоны. Зависимость энергии от квазиимпульса вблизи экстремума часто оказывается квадратичной, и можно ввести представление об эффективной массе носителей заряда, которая может зависеть от номера разрешённой зоны и направления квазиимпульса. В некоторых полупроводниках одному значению энергии отвечает несколько экстремумов в первой зоне Бриллюэна и носители заряда распределены по эквивалентным «долинам» (окрестностям экстремумов). Такие полупроводники называют многодолинными.

Примеси и дефекты в полупроводниках

Электрическая проводимость полупроводников может быть обусловлена как электронами собственных атомов данного вещества (собственная проводимость), так и электронами и дырками примесных атомов (примесная проводимость). Процесс внедрения примесей в полупроводники для получения необходимых физических свойств называется легированием полупроводников. Поскольку энергия связи носителей заряда в примесных атомах составляет от нескольких миллиэлектронвольтов до нескольких десятков миллиэлектронвольтов , именно примесная проводимость объясняет экспоненциальный рост концентрации свободных носителей заряда в большинстве полупроводников в интервале температур вблизи комнатной.

Примеси в полупроводниковый материал обычно вводят в процессе роста структуры, они могут быть донорами или акцепторами, т. е. поставщиками электронов или дырок. Если, например, в германий или кремний (элементы IV группы) ввести примесные атомы элементов V группы (As,(\text{As},(As, P),\text{P}),P), то 4 внешних электрона этих атомов образуют устойчивую связь с четырьмя соседними атомами кристаллической решётки, а пятый электрон окажется несвязанным и будет удерживаться около примесного атома только за счёт кулоновского взаимодействия, ослабленного диэлектрической поляризацией среды. Такой примесный атом является донором и легко ионизуется при комнатной температуре. Акцептор возникает, например, при введении в Ge\text{Ge}Ge или Si\text{Si}Si элементов III группы (Ga,(\text{Ga},(Ga, Al).\text{Al}).Al). В этом случае для образования всех четырёх связей с ближайшими атомами требуется дополнительный электрон, который берётся из внутренних оболочек атомов, так что примесный атом оказывается заряжен отрицательно. Электронейтральность восстанавливается за счёт того, что внутренняя незаполненная орбиталь распределяется вблизи соседних атомов решётки, расположенных от примесного на расстояниях, превосходящих межатомное расстояние. Наличие доноров или акцепторов приводит соответственно к проводимости nnn— или ppp—типа.

Полупроводники, в которых могут одновременно существовать акцепторные и донорные примеси, называются компенсированными. Компенсация примесей приводит к тому, что часть электронов от доноров переходит к акцепторам, и в результате в образце возникает значительная концентрация ионов, которые эффективно влияют на проводимость полупроводников.

Характерный радиус волновой функции электронов или дырок, локализованных на примесных атомах, составляет 1–10 нм. Это означает, что при концентрации примесных атомов около 10¹⁸ см^–3 волновые функции электронов и дырок соседних атомов начинают перекрываться, носители заряда могут переходить от иона к иону и полупроводник становится вырожденным. Такие полупроводники называются сильнолегированными. Из-за сильного экранирования кулоновского притяжения носители заряда в них оказываются свободными даже при таких низких температурах, при которых была невозможна термическая активация электрона или дырки из изолированного атома.

В отсутствие внешнего электрического поля или освещения концентрация свободных носителей заряда называется равновесной и определяется шириной запрещённой зоны полупроводника, эффективными массами носителей заряда, концентрацией примесей и энергией связи примесных носителей заряда.

Наряду с примесями, источниками носителей заряда могут быть и различные дефекты структуры, например вакансии (отсутствие одного из атомов решётки), межузельные атомы, а также недостаток или избыток атомов одного из компонентов в полупроводниковых соединениях (отклонения от стехиометрического состава).

Электрические свойства полупроводников

Во внешнем электрическом поле на носители заряда в твёрдом теле действует сила, которая изменяет их скорость и приводит к направленному движению. Под действием силы носители заряда приобретают ускорение, однако в кристаллах вследствие взаимодействия направленно движущихся электронов с дефектами, колебаниями решётки (фононами) и т. д. возникает «сила трения», которая уравновешивает силу, действующую со стороны поля. В результате носители заряда движутся с постоянной средней (дрейфовой) скоростью vдр,v_{др},vдр, зависящей от напряжённости EEE электрического поля. Можно ввести понятие подвижности носителей заряда μ=vдр/E.μ=v_{др}/E.μ=vдр/E. Действие «силы трения» означает, что в электрическом поле носитель заряда испытывает свободное ускорение только в промежутке времени ΔtΔtΔt между двумя актами рассеяния, так что vдр=eEτ/m,v_{др}=eEτ/m,vдр=eEτ/m, где mmm – эффективная масса носителя, eee – его заряд, τττ – время релаксации, за которое свободные носители заряда в отсутствие поля теряют свой направленный квазиимпульс. 4(E=3⋅104 В/м) скорость vдрv_{др}vдр составляет 10–100 м/с, а величина средней тепловой скорости лежит в интервале 10⁵–10⁶ м/с.

Величины τττ и μμμ зависят от типа проводимости, химического состава полупроводника, температуры, концентрации дефектов и примесей. При температурах ниже температуры кипения жидкого азота (77 К) подвижность μμμ возрастает с ростом температуры, а при температурах выше 77 К – уменьшается, проходя через максимум вблизи 100 К. Такая зависимость μ(T)μ(T)μ(T) объясняется наличием двух основных причин рассеяния носителей заряда – на заряженных примесях и фононах. При низких температурах рассеяние на примесных атомах превосходит рассеяние на фононах, поскольку равновесных фононов мало. С увеличением температуры средняя энергия носителей возрастает, эффективность рассеяния уменьшается, время между столкновениями и подвижность возрастают. При температурах около 100 К резко возрастает концентрация равновесных фононов и взаимодействие с ними ограничивает подвижность, вследствие этого с увеличением температуры подвижность уменьшается. При T=300T=300T=300 К характерные значения τ ττ для полупроводников лежат в интервале 10^–13–10^–12 с, а μμμ – в интервале 10²–10^–2 м²/(В·с). При меньших значениях подвижности длина свободного пробега (произведение средней скорости теплового движения на время τ)τ)τ) становится меньше расстояния между атомами и говорить о свободном движении носителей заряда нельзя. Возникает прыжковая проводимость, которая обусловлена перескоками носителей заряда в пространстве от одного иона к другому (реализуется в органических полупроводниках).

Направленному движению носителей заряда во внешнем электрическом поле препятствует их тепловое хаотическое движение. Если в результате приложения электрического поля носители собираются у границы образца и их концентрация зависит от координат, то хаотическое движение стремится выровнять концентрацию, и носители переходят из области пространства с большей концентрацией в область, где их концентрация меньше. Такой процесс называется диффузией носителей заряда и определяется коэффициентом диффузии D.D.D. В условиях равновесия полный поток носителей заряда отсутствует, так что диффузионный поток полностью компенсирует поток частиц во внешнем поле. Это означает, что коэффициент диффузии связан с подвижностью. Для невырожденных носителей эта связь имеет вид D=kTμ/eD=kTμ/eD=kTμ/e (соотношение Эйнштейна). Для типичных полупроводников при комнатной температуре величина DDD составляет 10^–3–10^–2 м²/с. Для неравновесных носителей заряда, например в случае инжекции в электронно-дырочном переходе, вводится понятие диффузионной длины LD,L_D,LD, которая определяет уменьшение числа носителей в процессе диффузии за счёт их рекомбинации: LD=Dτ0,L_D=\sqrt{D\tau_0},LD=Dτ0, где τ0τ_0τ0 – время жизни неосновных носителей.

Наложение внешнего магнитного поля изменяет условия протекания электрического тока в полупроводниках и приводит к гальваномагнитным явлениям, которые наиболее сильно проявляются в магнитных полупроводниках и полумагнитных полупроводниках. В полупроводниках для исследований и практических применений наиболее часто магнитное поле прикладывают перпендикулярно электрическому полю, в этом случае имеют место эффект Холла и эффект Шубникова – де Хааза, классическое магнитосопротивление, слабая локализация носителей заряда, а в двумерных структурах – квантовый эффект Холла и дробный квантовый эффект Холла. В магнитном поле на заряженные частицы действует сила Лоренца, которая направлена перпендикулярно скорости частиц и магнитному полю и искривляет их траекторию. В сильном поле частицы движутся по круговой орбите в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля, с циклотронной частотой ωсω_сωс и сохраняют свою скорость вдоль магнитного поля. В зависимости от величины произведения ωсτω_с τωсτ различают классические слабые (ωсτ≪1),(ω_с τ≪1),(ωсτ≪1), классические сильные (ωсτ>1)(ω_с τ >1)(ωсτ>1) и квантующие (ωсτ≫1(ω_с τ≫1(ωсτ≫1 и ℏωс≫kT)\hbar ω_с ≫ kT)ℏωс≫kT) магнитные поля, где ℏ\hbarℏ – постоянная Планка.

В магнитных полях, когда ωсτ∼1,ω_с τ∼1,ωсτ∼1, движение носителей заряда можно описывать классическими уравнениями Ньютона. В этом случае имеет место эффект Холла, состоящий в возникновении дополнительного электрического поля, перпендикулярного внешним электрическому и магнитному полям. Это дополнительное поле компенсирует поток частиц, вызванный совместным действием приложенных электрического и магнитного полей, и зависит от величины магнитного поля и концентрации свободных носителей заряда, а его направление определяется знаком заряда, поэтому эффект Холла используется для определения знака и концентрации носителей заряда.

В квантующих магнитных полях для корректного описания гальваномагнитных явлений необходимо учитывать квантование носителей заряда в магнитном поле и формирование уровней Ландау. В случае, когда ωсτ≫1,ω_с τ≫1,ωсτ≫1, но характерная кинетическая энергия носителей заряда значительно превосходит ℏωс,\hbar ω_с,ℏωс, плотность электронных состояний как функция энергии становится немонотонной и приобретает периодически расположенные пики. 2.h/e2. Значение продольного сопротивления обращается в нуль в магнитных полях, отвечающих ступенькам на зависимости поперечного сопротивления от магнитного поля и пикам между ступеньками. Такое поведение объясняется особенностями движения носителей заряда в сильном магнитном поле в условиях действия случайных электрических и деформационных полей, имеющих различный пространственный масштаб, и возникновением краевых проводящих каналов. При ещё большем магнитном поле имеет место дробный квантовый эффект Холла, проявляющийся в дополнительном расщеплении ступенек. Однако квантовый (волновой) характер носителей заряда может проявляться и в слабых магнитных полях. Оказалось, что при низких температурах в полупроводниках и металлах наблюдается небольшое (около 1–5 % от общего) изменение проводимости, пропорциональное квадрату магнитного поля. Этот эффект объясняется явлением слабой локализации, состоящим в увеличении сопротивления проводящих материалов за счёт усиления рассеяния назад при диффузионном движении частиц.

Оптические свойства полупроводников

Зонная структура кристаллов проявляется в свойствах пропускания, отражения и поглощения полупроводниками электромагнитного излучения. Наиболее очевидно существование запрещённой зоны следует из того, что излучение с энергией кванта, меньшей ширины запрещённой зоны Egℰ_gEg чистого полупроводника, не поглощается. Поглощение начинается только тогда, когда энергия кванта превысит Eg.ℰ_g.Eg. Для полупроводников типа GaAs\text{GaAs}GaAs при низких температурах длина, на которой интенсивность падающего излучения в спектральной области фундаментальной полосы поглощения уменьшается в eee раз, приблизительно равна 0,1 мкм. При таком поглощении кванта оптического излучения в полупроводнике возникают электрон и дырка, суммарный квазиимпульс которых равен импульсу кванта излучения. Обычно импульс кванта излучения значительно меньше квазиимпульсов носителей заряда, и можно считать, что при оптическом переходе электрона из валентной зоны в зону проводимости квазиимпульс электрона не изменяется. Такие переходы называются прямыми; они происходят в т. н. прямозонных полупроводниках ((GaAs,(\text{GaAs},(GaAs, nSb,\text{nSb},nSb, Te,\text{Te},Te, SiC),\text{SiC}),SiC), в которых потолок валентной зоны и дно зоны проводимости расположены в одной точке зоны Бриллюэна.

Электронные переходы со значительным изменением квазиимпульса происходят в т. н. непрямозонных полупроводниках (Ge,(\text{Ge},(Ge, Si,\text{Si},Si, AlAs,\text{AlAs},AlAs, GaP),\text{GaP}),GaP), у которых вершина валентной зоны и дно зоны проводимости разнесены в пространстве квазиимпульсов на величину порядка π/d,π/d,π/d, где ddd – межатомное расстояние в кристаллической решётке. В этом случае для выполнения закона сохранения квазиимпульса необходимо участие третьей частицы, в качестве которой может выступать либо примесный атом, либо фонон. Типичная длина поглощения для непрямых переходов составляет 1–10 мкм.

В спектре поглощения полупроводников присутствуют широкие энергетические полосы, что указывает на то, что электроны в валентных зонах связаны слабо и легко поляризуются под действием электрического поля. Это означает, что полупроводники характеризуются относительно большой диэлектрической проницаемостью ε,ε,ε, например в Ge ε=16,ε=16,ε=16, в GaAs\text{GaAs}GaAs ε=11,ε=11,ε=11, в PbTe\text{PbTe}PbTe ε=30.ε=30.ε=30. Благодаря большим значениям εεε кулоновское взаимодействие электронов и дырок друг с другом или с заряженными примесями сильно подавлено, если они находятся друг от друга на расстоянии, превышающем размеры элементарной ячейки. Это и позволяет во многих случаях рассматривать движение каждого носителя заряда независимо от других. Если бы кулоновское взаимодействие не ослаблялось, то примесные ионы могли бы связывать носители заряда в устойчивые, локализованные в пространстве образования с энергией около 10 эВ. В этом случае при температурах около 300 К тепловое движение практически не могло бы разорвать эти связи, создать свободные носители заряда и привести к заметной электропроводности. Такое связывание имеет место в полупроводниках и диэлектриках, но из-за ослабления кулоновского взаимодействия и относительно малых эффективных масс электронов и дырок (около 0,1–0,5 от массы свободного электрона) энергия связи таких образований (экситонов) составляет 1–50 мэВ, что много меньше энергии ионизации атомов. Экситоны легко ионизуются при температурах выше температуры жидкого азота и, таким образом, не препятствуют образованию свободных носителей. Тем не менее при низких температурах образование экситонов приводит к поглощению в чистых полупроводниках электромагнитного излучения с энергией кванта, меньшей Egℰ_gEg на величину энергии связи экситона.

Прозрачность полупроводников в узкой области частот вблизи края собственного поглощения изменяется под действием внешних (электрического, магнитного и других) полей. Электрическое поле, ускоряя электрон, может в процессе оптического перехода передать ему небольшую дополнительную энергию, в результате чего прямые оптические переходы из валентной зоны в зону проводимости происходят под действием квантов света с энергией, меньшей Egℰ_gEg (эффект Келдыша – Франца).

В однородном магнитном поле закон сохранения квазиимпульса приводит к сохранению кругового движения электронов и дырок после поглощения излучения. В результате зависимость коэффициента поглощения от частоты падающего излучения принимает вид узких пиков.

Кроме собственного поглощения (за счёт прямых или непрямых переходов), в полупроводниках имеет место поглощение света свободными носителями, связанное с их переходами в пределах одной разрешённой зоны. Их вклад в общее поглощение мал, поскольку число свободных носителей заряда в полупроводниках малó по сравнению с полным числом валентных электронов, и для их реализации требуется участие третьей частицы – примеси или фонона. Кроме того, в нелегированных полупроводниках со значительной долей ионной связи наблюдается поглощение далёкого инфракрасного излучения за счёт возбуждения колебаний решётки – оптических фононов.

Спектр фотолюминесценции полупроводников сосредоточен в узкой области вблизи ширины запрещённой зоны. Вклад в фотолюминесценцию полупроводника могут вносить различные механизмы излучательной рекомбинации: зона – зона, зона – примесь, донор – акцептор, с участием фонона, излучение свободных, связанных или локализованных экситонов, экситон-поляритонная, биэкситонная рекомбинации. В нелегированных структурах с квантовыми ямами низкотемпературная фотолюминесценция обусловлена излучательной рекомбинацией экситонов, локализованных на шероховатостях поверхности и флуктуациях состава.

Оптические свойства твёрдых растворов полупроводников можно менять в широких пределах, подбирая химический состав раствора, что обусловливает их широкое применение в приборах оптоэлектроники, в первую очередь в качестве рабочих материалов лазеров, свето- и фотодиодов, солнечных элементов, детекторов излучения.

Полупроводниковые гетеро- и наноструктуры

Современная физика полупроводников – это, прежде всего, физика полупроводниковых гетероструктур и наноструктур. В них возникает ряд новых физических явлений, которые невозможны в объёмных полупроводниках, например квантовые целочисленный и дробный эффекты Холла или стабильное формирование трионов. В наноструктурах движение свободных носителей заряда ограничено в одном или нескольких направлениях, что приводит к размерным эффектам, кардинально изменяющим энергетические спектры носителей заряда, а также фононов и других квазичастиц. Важную роль в наноструктурах играют гетерограницы, поскольку в системах малого размера отношение площади поверхности к внутреннему объёму структуры является большим. Наиболее совершенные полупроводниковые наноструктуры получают методами молекулярно-лучевой эпитаксии и газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений.

В начале 21 в. сложилась устойчивая терминология низкоразмерной физики полупроводников. Систематика начинается с одиночного гетероперехода между двумя композиционными материалами – полупроводниками A и B. Один или оба материала могут быть твёрдыми растворами (примеры гетеропар A/B: GaAs/Al1–xGaxAs,\text{GaAs/Al}_{\text{1–x}}\text{Ga}_{\text{x}}\text{As},GaAs/Al1–xGaxAs, ZnSe/BeTe).\text{ZnSe/BeTe}).ZnSe/BeTe). По определению, в гетеропереходах первого типа запрещённая зона Egℰ_gEg одного из композиционных материалов лежит внутри запрещённой зоны другого материала. В этом случае потенциальные ямы для электронов или дырок расположены в одном и том же слое. В гетеропереходах второго типа дно зоны проводимости ниже в одном, а потолок валентной зоны выше в другом полупроводнике. B_g.EgA>EgB.

Рис. 2. Объёмный (трёхмерный, 3D) полупроводник и низкоразмерные системы: квантовая яма (2D), квантовая проволока (1D), квантовая точка (0D).К полупроводниковым наноструктурам относят квантовые ямы, квантовые проволоки, квантовые точки (рис. 2). В квантовой яме движение свободного носителя заряда (электрона или дырки) ограничено в одном из направлений. В результате возникает пространственное квантование и энергетический спектр по одному из квантовых чисел из непрерывного становится дискретным – каждая трёхмерная энергетическая электронная зона превращается в серию двумерных подзон размерного квантования. Естественным развитием однобарьерной структуры являются двух- и мультибарьерные структуры, на основе которых создаются резонансно-барьерные приборы. От одиночной квантовой ямы переходят к структуре с двумя или тремя квантовыми ямами и структурам с целым набором изолированных квантовых ям. По мере того как барьеры становятся тоньше, туннелирование носителей заряда из одной ямы в другую становится заметнее, и электронные состояния в подзонах размерного квантования изолированных ям трансформируются в трёхмерные минизонные состояния. В результате периодическая структура изолированных квантовых ям, или толстобарьерная сверхрешётка, превращается в тонкобарьерную сверхрешётку, или просто сверхрешётку. Полупроводниковая сверхрешётка используется для создания квантовых каскадных лазеров, излучение которых возникает при переходе электронов между слоями структуры.

Кроме структур с квантовыми ямами, существуют и другие двумерные системы, например графен и структура металл – диэлектрик – полупроводник (МДП-структура), которая используется в микроэлектронике в виде полевого МДП-транзистора (см. ниже раздел «Двумерные полупроводниковые кристаллы»).

В одномерных системах – квантовых проволоках – движение носителей заряда свободно только в одном направлении (например, в углеродной нанотрубке, получаемой свёртыванием графеновой полоски и закреплением («склеиванием») её противоположных сторон). Другой пример такой структуры – квантовая яма, выращенная на сколе, содержащем перпендикулярную ему квантовую яму. Квантовая механика допускает формирование одномерных электронных состояний на стыке двух таких ям.

В квантовых точках движение носителей заряда ограничено во всех трёх направлениях, например в нанокристаллах CdSe,\text{CdSe},CdSe, выращенных в стеклянной матрице, и в эпитаксиальных квантовых точках GaAs/InAs,\text{GaAs/InAs},GaAs/InAs, выращенных по механизму Странски – Крастанова.

Широкое применение получили полупроводниковые лазеры на квантовых ямах и массивах квантовых точек. В структуре с двойным ограничением стимулированное излучение выходит из торца, перпендикулярно направлению роста. Квантовый микрорезонатор, т. е. квантовые ямы или квантовые точки, выращенные в активной области оптического микрорезонатора, используется для создания вертикально излучающих лазеров.

Возможность в широких пределах управлять физическими свойствами полупроводников приводит к их многочисленным и разнообразным применениям (см. Полупроводниковые материалы, Полупроводниковые приборы, Полупроводниковая электроника).

Топологические изоляторы

Внесение идей топологии и топологических фазовых переходов в физику твёрдого тела привело к теоретическому предсказанию и последующему экспериментальному открытию в начале 21 в. топологических изоляторов – диэлектрических кристаллов, имеющих устойчивые проводящие поверхностные состояния. Объёмные свойства таких кристаллов позволяют отнести их к полупроводникам (диэлектрикам) с небольшой запрещённой зоной. Особенностью материалов является инвертированный порядок орбиталей, из которых формируются валентная зона и зона проводимости в объёме кристалла, и исчезновение запрещённой зоны на поверхности кристалла, в результате чего возникают поверхностные состояния. Принципиально, что поверхностные состояния в топологических изоляторах устойчивы к дефектам кристаллической структуры и морфологии поверхности и заполняют по энергии всю запрещённую зону объёмного кристалла. Наличие поверхностных состояний связано не с поверхностным потенциалом, а с нетривиальной топологией зонной структуры объёмного кристалла, обусловленной инверсией орбиталей.

Классификация изоляторов на тривиальные и топологически нетривиальные связана с вычислением топологических инвариантов (некоторых интегралов от блоховских функций по зоне Бриллюэна), которые принимают целые значения и определяют, к какому типу изоляторов относится данный кристалл. К топологическим изоляторам класса Z2Z_2Z2 (инварианты Z2Z_2Z2_{могут принимать значения 0 или 1) относятся полупроводники с инвертированной зонной структурой, обусловленной сильным спин-орбитальным взаимодействием. Топологические поверхностные состояния в таких материалах невырождены (за исключением особых точек в двумерной, или поверхностной, зоне Бриллюэна) и являются спиральными: электроны, двигающиеся по поверхности кристалла с противоположными значениями импульса, имеют противоположные проекции спина. Энергетический спектр поверхностных состояний вблизи малых импульсов описывается уравнением Вейля, и электроны ведут себя как безмассовые частицы с линейной зависимостью кинетической энергии от импульса. Объёмными топологическими изоляторами класса Z2Z_2Z2 являются ряд двойных и тройных соединений элементов V–VI групп, таких как Bi2Se3,\text{Bi}_2\text{Se}_3,Bi2Se3, Bi2Te3,\text{Bi}_2\text{Te}_3,Bi2Te3, Bi2Te3−xSex,\text{Bi}_2\text{Te}_{\text{3−x}}\text{Se}_{\text{x}},Bi2Te3−xSex, Sb2Te3\text{Sb}_2\text{Te}_3Sb2Te3 и их твёрдые растворы, напряжённые плёнки бесщелевого полупроводника HgTe. \text{HgTe}.HgTe. Примером двумерных топологических изоляторов с одномерными спиральными краевыми каналами являются квантовые ямы HgTe/CdHgTe\text{HgTe/CdHgTe}HgTe/CdHgTe и InAs/GaSb\text{InAs/GaSb}InAs/GaSb определённой толщины, а также двумерный кристалл WTe2\text{WTe}_2WTe2_{с особой кристаллической структурой.}}

Топологические изоляторы представляют интерес для исследований фундаментального характера и рассматриваются в качестве перспективных материалов для создания приборов электроники и спинтроники. Большое внимание уделяется также изучению гибридных систем на основе топологических изоляторов, ферромагнетиков и сверхпроводников.

Двумерные полупроводниковые кристаллы

Важное место в современной физике полупроводников занимают двумерные кристаллы – кристаллические материалы моноатомной или мономолекулярной толщины. Примером таких кристаллов являются графен и графеноподобные структуры, монослои гексагонального нитрида бора h-BN\text{h-BN}h-BN и дихалькогенидов переходных металлов с общей формулой MeX2,\text{MeX}_2,MeX2, где Me\text{Me}Me – металл (Mo,(\text{Mo},(Mo, W),\text{W}),W), а X\text{X}X – халькоген (S,(\text{S},(S, Se,\text{Se},Se, Te). \text{Te}).Te). Устойчивость двумерных кристаллов по отношению к термическим колебаниям кристаллической решётки (фононам) обеспечивается взаимодействием с подложкой или волнами изгиба кристалла из двумерной плоскости в случае свободно висящих структур.

Наличие двумерного периодического потенциала для электронов приводит к формированию двумерной зонной структуры с чередованием разрешённых и запрещённых зон энергии, как и в случае трёхмерных кристаллов. Графен является бесщелевым полупроводником с линейным энергетическим спектром электронов вблизи точек K двумерной зоны Бриллюэна, в которых зона проводимости и валентная зона касаются друг друга. Мономолекулярные слои дихалькогенидов переходных металлов состоят из трёх атомных плоскостей: слой атомов металла находится между слоями атомов халькогена. Такие кристаллы имеют прямозонную структуру электронного спектра с шириной запрещённой зоны 1–2 эВ. Важную роль в формировании их оптических свойств играет кулоновское взаимодействие между носителями заряда: энергия связи электрона и дырки в экситоне составляет доли эВ. Связано это с экстремально низкой толщиной двумерного кристалла и отсутствием диэлектрического окружения, которое значительно экранирует кулоновское взаимодействие в случае объёмных полупроводников.

Двумерные кристаллы рассматриваются в качестве перспективных материалов для создания приборов электроники и оптоэлектроники.

Аверкиев Никита Сергеевич, Ивченко Евгений Львович, Тарасенко Сергей Анатольевич

Дата публикации: 10 января 2023 г. в 23:09 (GMT+3)

Физика органических полупроводников | Открытые видеолекции учебных курсов МГУ

В последние десятилетия бурно развивается новая мультидисциплинарная область — органическая электроника, что уже привело к массовому производству экранов смартфонов, планшетов и телевизоров, выполненные на органических светодиодах. Полагают, что это только первый шаг развития органической электроники, поскольку она обещает качественно новые оптоэлектронные и электронные устройства — гибкие, легкие, полупрозрачные и дешевые экраны, солнечные батареи, сенсоры, датчики и т. д., которые можно производить по зеленым технологиям. Такие устройства широко востребованы в цифровой экономике, медицине и для решения оборонных задач. «Сердцем» таких устройств выступают органические полупроводники, свойства которых можно менять в очень широких пределах с помощью методов органического синтеза, например, весьма легко менять ширину их запрещенной зоны в сравнении с неорганическими полупроводниками. При этом для развития области органической электроники необходимо глубокое понимание физики органических полупроводников, которая отчасти похожа на физику неорганических полупроводников, но имеет существенные отличия. Например, энергия связи экситонов в органических полупроводниках как правило сильно (на порядок величины и более) превосходит таковую в неорганических полупроводниках и обычно намного выше характерной тепловой энергии. Это приводит к тому, что транспорт экситонов (энергии возбуждения) в органических полупроводниках играет заметно более высокую роль в сравнении с неорганическими.

В курсе представлены основные структурные, электронные и оптические свойства органических полупроводниковых материалов, состоящих как из полимеров, так и небольших молекул. После рассмотрения фундаментальных вопросов физики химической связи излагается химическая структура основных органических молекул с сопряженными связями. Затем представлены свойства электронных возбужденных состояний в рамках одно- и многоэлектронных моделей. Рассмотрены модели экситонов Френкеля и Ванье-Мотта, обсуждается роль внутри- и межмолекулярных движений на полупроводниковые свойства органических материалов. Представлены современные модели транспорта зарядов в органических полупроводниках.

Список всех тем лекций

Лекция 1. Введение.
Введение Типы новых электроник и свойства материалов для электроники История органических материалов с полупроводниковыми свойствами Органические кристаллы и π-сопряженные полимеры Перспективы применения органических полупроводников: органическая электроника Программа курса Метод молекулярных орбиталей Метод валентных связей

Лекция 2. Химическая структура π-сопряженных материалов. Часть 1.
Молекулы O2, N2, F2 Понятие о методах квантовой химии: метод Хартри-Фока Простейшие сопряженные молекулы

Лекция 3. Химическая структура π-сопряженных материалов. Часть 2.
Полиены Полиацетилены и полидиацетилены Бензол, ароматические полупроводниковые полимеры

Лекция 4. Химическая структура π-сопряженных материалов. Часть 3.
Бензол, ароматические полупроводниковые полимеры Тиофен Графен, фуллерены, нанотрубки

Лекция 5. Межмолекулярные связи. Одноэлектронная модель электронных состояний π — сопряженных цепей (модель Хюккеля). Часть 1.
Межмолекулярные силы Одноэлектронная модель электронных состояний π — сопряженных цепей (модель Хюккеля) Одноэлектронная модель бесконечной цепи

Лекция 6. Межмолекулярные связи. Одноэлектронная модель электронных состояний π — сопряженных цепей (модель Хюккеля). Часть 2.
Метод Хюккеля Заряды, спины, порядки связи 1D бесконечная альтернированная цепь (полупроводник) Ширина зон и эффективные массы

Лекция 7. Межэлектронное взаимодействие. Экситоны. Часть 1.
Отталкивание электронов Правило Хунда Экситоны Ванье-Мотта

Лекция 8. Межэлектронное взаимодействие. Экситоны. Часть 2.
Экситоны Ванье-Мотта Возбуждения в агрегатах Экситоны Френкеля

Лекция 9. Межэлектронное взаимодействие. Экситоны. Часть 3.
Межмолекулярные кристаллы Характеристики экситонов Свойства экситонов: спиновое состояние

Лекция 10. Свойства экситонов. Симметрия состояний.
Спиновое состояние: синглетные, триплетные Симметрия состояний (Ag, Bu)

Лекция 11. Движение атомных остовов. Часть 1.
Адиабатическое приближение (Борна-Оппенгеймера) Неадиабатические члены Дипольный момент перехода Принцип Франка-Кондона Параметр Хуанга-Риса Стоксов сдвиг

Лекция 12. Движение атомных остовов. Часть 2.
Спектры поглощения и ФЛ молекул Примеры спектров ФЛ и поглощения Батохромный сдвиг Силы осциллятора

Лекция 13. Движение атомных остовов. Часть 3.
1D экситоны Ванье-Мотта в цепях ПДА Макрокогерентность экситона в цепи ПДА Механизм Фёрстера

Лекция 14. Перенос (транспорт) энергии. Транспорт зарядов.
Декстеровский механизм Диффузия экситонов Транспорт зарядов

Лекция 15. Транспорт зарядов в органических полупроводниках. Поляроны.
Транспорт зарядов: прыжковая и зонная модели Поляроны Эффект Холла

Теория поглощения и испускания света в полупроводниках

Теория поглощения и испускания света в полупроводниках

Грибковский В. П. Теория поглощения и испускания света в полупроводниках. Минск, «Наука и техника», 1975, — 464 с.
В книге с единой точки зрения излагается теория поглощения и усиления света, спонтанной и стимулированной рекомбинации в полупроводниках. Особое внимание уделено взаимодействию вещества с мощными потоками излучения, которые приводят к появлению эффектов насыщения. Впервые в монографической литературе по полупроводникам рассмотрен ряд принципиальных вопросов теории люминесценции: изложена методика вычисления люминесценции как превышения над фоном теплового испускания, сформулирован критерий появления отрицательной люминесценции, проанализировано универсальное соотношение между спектрами люминесценции и поглощения при отсутствии термодинамического равновесия, показана аналогия оптических свойств сложных молекул и полупроводников.
Рассчитана на научных сотрудников, аспирантов, специалистов, занимающихся разработкой, созданием и применением полупроводниковых лазеров, фототропных фильтров и оптоэлектронных устройств. Может быть также использована студентами физических факультетов вузов.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
Глава I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛУПРОВОДНИКОВ
§ 1. КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ПОЛУПРОВОДНИКОВ
Химическая связь в кристаллах.
Прямая и обратная решетки.
Классификация кристаллических решеток.
Индексы Миллера.
Определение ориентации кристаллов.
Несовершенства в кристаллических структурах.
§ 2. ЭЛЕКТРОННЫЕ СОСТОЯНИЯ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ
Модель Зоммерфельда. Плотность состояний.
Модель Кронига и Пенни. Энергетические зоны.
Функции Блоха.
Зоны Бриллюэна.
Классификация электронных состояний.
Эффективная масса.
Дырки.
Энергетические уровни примесей.
§ 3. СТАТИСТИКА ЭЛЕКТРОНОВ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ
Уровень Ферми в собственном невырожденном полупроводнике.
Интегралы Ферми — Дирака.
Произведение n0p0.
Фактор спинового вырождения примесного уровня.
Смещение уровня Ферми при легировании полупроводника.
Классификация твердых тел на проводники, изоляторы и полупроводники.
§ 4. КОЛЕБАНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ
Колебания одномерной решетки, состоящей из одинаковых атомов.
Линейная цепочка, состоящая из атомов двух сортов.
Фононы.
§ 5. ЭКСИТОНЫ И ПОЛЯРОНЫ
Трансляционное и внутреннее движение экситонов большого радиуса.
Поляроны.
Глава II. ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СВЕТА С ПОЛУПРОВОДНИКАМИ
§ 6. ОПТИЧЕСКИЕ ПЕРЕХОДЫ ЗОНА — ЗОНА
Край полосы собственного поглощения.
Скорость суммарной спонтанной рекомбинации.
§ 7. ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ
Универсальное соотношение между спектрами поглощения и люминесценции.
Отрицательная люминесценция.
Линейная и квадратичная скорости люминесценции.
Энергетический и квантовый выход люминесценции.
Длительность люминесценции и времена жизни избыточных носителей.
Поляризация излучения.
Горячая люминесценция.
§ 8. ЭКСИТОННЫЙ МЕХАНИЗМ ПОГЛОЩЕНИЯ И ИСПУСКАНИЯ СВЕТА
Прямые оптические переходы свободных экситонов.
Непрямые экситонные оптические переходы.
Связанные экситоны.
Светоэкситоны (поляритоны).
Неравновесное распределение экситонов по кинетической энергии.
Кинетические уравнения.
Правило Урбаха.
§ 9. ОПТИЧЕСКИЕ ПЕРЕХОДЫ В ПРИМЕСНОМ ПОЛУПРОВОДНИКЕ
Захват и эмиссия носителей заряда дефектами кристалла.
Примесное краевое поглощение и испускание.
Рекомбинация донорно-акцепторных пар.
§ 10. ПОГЛОЩЕНИЕ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ СВОБОДНЫМИ НОСИТЕЛЯМИ И КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКОЙ
Поглощение света при переходах между подзонами одной вырожденной зоны.
Поглощение света кристаллической решеткой.
Собственные колебания плазмы.
§ 11. БЕЗЫЗЛУЧАТЕЛЬНАЯ РЕКОМБИНАЦИЯ
Поверхностная рекомбинация.
§ 12. ИЗМЕНЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВНЕШНИХ СИЛ
Влияние давления на зонную структуру.
Эффект Келдыша-Франца.
Эффект Штарка.
Ионизация экситонов в электрическом поле.
Магнетооптические явления.
Модуляционная спектроскопия.
Глава III. ПОГЛОЩЕНИЕ СВЕТА И ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ПРИ ИНТЕНСИВНОМ ВОЗБУЖДЕНИИ
§ 13. ЭФФЕКТЫ НАСЫЩЕНИЯ В СИСТЕМАХ С ДИСКРЕТНЫМИ УРОВНЯМИ ЭНЕРГИИ
Общее решение системы стационарных кинетических уравнений.
Параметры нелинейности.
Насыщение поглощения изотропной, линейно поляризованной и естественной радиации.
Вынужденный дихроизм.
Деполяризация люминесценции.
Обобщение классической формулы Левшина.
Гармонический осциллятор — уникальная модель вещества.
§ 14. ПРОСВЕТЛЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ НА ЧАСТОТЕ ВОЗБУЖДАЮЩЕГО СВЕТА
Модель параболических зон с правилом отбора по волновому вектору.
Модель параболических зон без правил отбора по волновому вектору.
Модель гауссовых примесных зон.
Влияние легирующих примесей на характер зависимости коэффициента поглощения от накачки.
Насыщение поглощения в условиях рекомбинации Оже.
§ 15. ДЕФОРМАЦИЯ СПЕКТРОВ ПОГЛОЩЕНИЯ И ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ. НАСЫЩЕНИЕ УСИЛЕНИЯ
Начальный этап изменения спектров поглощения и люминесценции.
Пределы деформации спектров поглощения и люминесценции.
Общие закономерности насыщения усиления.
Насыщение усиления в двухуровневой схеме.
§ 16. ДВУХФОТОННОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ
Условия экспериментального наблюдения двухфотонного поглощения.
Фотолюминесценция и фотопроводимость при двухфотонном возбуждении.
Прохождение ультракоротких импульсов света через полупроводниковые кристаллы.
§ 17. НАСЫЩЕНИЕ ПОГЛОЩЕНИЯ В КОНЕЧНЫХ ОБЪЕМАХ ВЕЩЕСТВА
Экспериментальные методы обнаружения эффектов насыщения.
Расчет функции K(S) на основании экспериментальных данных.
Условие равномерного возбуждения просветляющегося цилиндрического стержня.
§ 18. ЭКСИТОН-ЭКСИТОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
Экситонные молекулы.
Экситонная жидкость.
Бозе-эйнштейновская конденсация экситонов и экситонных молекул.
Многообразие форм коллективного взаимодействия носителей.
Глава IV. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЛАЗЕРЫ
§ 19. ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ КВАНТОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ
Активные среды.
Способы накачки.
Оптические резонаторы.
Энергетическое и интерференционное условия получения генерации.
Генерация по трехуровневой и четырехуровневой схемам.
Влияние резонатора на поглощение света и люминесценцию.
§ 20. ЗАВИСИМОСТЬ ПОРОГОВОГО ТОКА ОТ СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕЩЕСТВА И ПАРАМЕТРОВ РЕЗОНАТОРА
Соотношение между пороговым током, мощностью и квантовым выходом люминесценции.
Зависимость порога генерации от толщины активного слоя.
Зависимость порогового тока от коэффициента потерь в модели параболических зон.
Ток инверсии и параметр j0
Стимулированное испускание с участием хвостов зон и примесных зон.
Поглощение излучения свободными носителями в активном слое.
Температурная зависимость порогового тока для неоднородного активного слоя.
Учет зависимости функции плотности состояний от уровня заполнения зон.
§ 21. МОЩНОСТЬ И К.П.Д. ГЕНЕРАЦИИ ЛАЗЕРНЫХ ДИОДОВ
Внутренний квантовый выход генерации.
Оптимальный режим генерации.
Экспериментальное определение лазерных параметров.
§ 22. СПЕКТРАЛЬНЫЕ И ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕНЕРИРУЕМОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Одномодовый и многомодовый режимы генерации.
Экспериментальное определение спектра усиления активной среды на основании универсального соотношения (7.18).
Угол расходимости лазерного луча.
Лазеры с распределенной обратной связью.
§ 23. РАДИАЦИОННЫЙ ШУМ В ЛАЗЕРАХ
Коэффициент потерь радиации шума.
Влияние шума на порог генерации.
Рассеяние генерируемого излучения в активной среде.
Инжекционный лазер с непланарным p-n-переходом.
§ 24. ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕНЕРАЦИИ
Время задержки генерации.
Зависимость порогового тока от длительности возбуждающего импульса.
Переходный режим генерации.
Амплитудная и частотная автомодуляция излучения.
Генерация наносекундных импульсов излучения в режиме модулированной добротности.
Генерация пикосекундных импульсов излучения в режиме самосинхронизации мод.
§ 25. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЛАЗЕРЫ С ОПТИЧЕСКИМ И ЭЛЕКТРОННЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
Порог генерации с учетом насыщения поглощения возбуждающего света [768].
Мощность и к.п.д. генерации.
Просветление пассивных областей пластинчатых лазеров [769].
Экситонный механизм генерации излучения.
Возбуждение генерации пучком быстрых электронов.

Руководство по оптической спектроскопии слоистых полупроводников
Ubrig, N. et al. Разработка ван-дер-ваальсовых интерфейсов для оптоэлектроники широкого спектра. Нац. Матер. 19 , 299–304 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Mounet, N. et al. Двумерные материалы из высокопроизводительного вычислительного расслоения экспериментально известных соединений. Нац. нанотехнологии. 13 , 246–252 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Seyler, K.L. et al. Сигнатуры захваченных муаром долинных экситонов в гетеробислоях MoSe ₂ / WSe ₂. Природа 567 , 66–70 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Shimazaki, Y. et al. Сильно коррелированные электроны и гибридные экситоны в муаровой гетероструктуре. Природа 580 , 472–477 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Сан, З. и др. Гигантская невзаимная генерация второй гармоники антиферромагнитным бислоем CrI ₃ . Природа 572 , 497–501 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Убриг, Н. и др. Низкотемпературная укладка моноклинных слоев в атомарно тонком CrI ₃ кристаллов. 2D Матер. 7 , 015007 (2019).
Google Scholar
Мак, К.Ф., Шан, Дж. и Ральф, Д.К. Исследование и контроль магнитных состояний в двумерных слоистых магнитных материалах. Нац. Преподобный физ. 1 , 646–661 (2019).
Google Scholar
Zhong, D. et al. Инженерия Ван-дер-Ваальса ферромагнитных полупроводниковых гетероструктур для спиновой и валлитроники. Науч. Доп. 3 , e1603113 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Чорчаро, Л., Кронер, М., Ватанабе, К., Танигучи, Т. и Имамоглу, А. Наблюдение магнитного эффекта близости с помощью резонансной оптической спектроскопии электрически перестраиваемого MoSe ₂ /CrBr ₃ гетероструктура. Физ. Преподобный Летт. 124 , 197401 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Lyons, T. P. et al. Взаимодействие между спиновым эффектом близости и заряд-зависимой динамикой экситонов в ван-дер-ваальсовых гетероструктурах MoSe ₂ /CrBr ₃. Нац. коммун. 11 , 6021 (2020).
Google Scholar
Сортино Л. и др. Улучшенное взаимодействие света и вещества в атомарно тонком полупроводнике, соединенном с диэлектрическими наноантеннами. Нац. коммун. 10 , 5119 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Paik, E.Y. et al. Межслойный экситонный лазер расширенной пространственной когерентности в атомарно тонких гетероструктурах. Природа 576 , 80–84 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
«>
Zhang, C. et al. Межслойные связи, муаровые узоры и двумерные электронные сверхрешетки в MoS ₂ /WSe ₂ гетеробислои. науч. Доп. 3 , e1601459 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Сушко А. и др. Визуализация реконструированных доменов и муаровых узоров в функциональных устройствах с ван-дер-ваальсовой гетероструктурой с высоким разрешением. Препринт на https://arxiv.org/abs/1912.07446 (2019).
Andersen, T.I. et al. Муаровые экситоны, коррелирующие со структурой сверхрешетки в скрученном WSe ₂ /WSe ₂ гомобислои. Препринт на https://arxiv.org/abs/1912.06955 (2019).
Шри, С. и др. Высокое оптическое качество монослоев MoS ₂, выращенных методом химического осаждения из газовой фазы. 2D Матер. 7 , 015011 (2019).
Google Scholar
«>
Holler, J. et al. Низкочастотное комбинационное рассеяние в гетеробислоях WSe ₂ –MoSe ₂: свидетельство атомной реконструкции. заявл. физ. лат. 117 , 013104 (2020). Исследование, демонстрирующее свидетельства реконструкции атомов и порядка укладки в гетеробислоях с помощью низкочастотной рамановской спектроскопии .
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Чжао Ю., Ипполито С. и Самори П. Функционализация двумерных материалов с помощью светочувствительных молекул: от светочувствительных гибридных систем до многофункциональных устройств. Доп. Опц. Матер. 7 , 16 (2019).
Google Scholar
Мак, К.Ф. и Шан, Дж. Фотоника и оптоэлектроника двумерных полупроводниковых дихалькогенидов переходных металлов. Нац. Фотоника 10 , 216–226 (2016).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
«>
Ян Л. и др. Долгоживущая наносекундная спиновая релаксация и спиновая когерентность электронов в монослое MoS ₂ и WS ₂ . Нац. физ. 11 , 830–834 (2015).
Google Scholar
Хсу, В.-Т. и другие. Оптически инициализированные надежные поляризованные долиной дыры в монослое WSe ₂ . Нац. коммун. 6 , 8963 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Дей, П. и др. Управляемая воротами блокировка спин-долины резидентных носителей в WSe ₂ монослои. Физ. Преподобный Летт. 119 , 137401 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Брэнни, А., Кумар, С., Пру, Р. и Жерардо, Б. Д. Детерминированные массивы квантовых излучателей, вызванные деформацией, в двумерном полупроводнике. Нац. коммун. 8 , 15053 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Паласиос-Берракеро, К. и др. Крупномасштабные массивы квантовых эмиттеров в атомарно тонких полупроводниках. Нац. коммун. 8 , 15093 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Хорнг, Дж. и др. Идеальное поглощение атомарно тонким кристаллом. Физ. Преподобный заявл. 14 , 024009 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Scuri, G. et al. Большая экситонная отражательная способность монослоя MoSe ₂, инкапсулированного в гексагональный нитрид бора. Физ. Преподобный Летт. 120 , 037402 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Бэк, П. , Зейтиноглу, С., Иджаз, А., Кронер, М. и Имамоглу, А. Реализация электрически перестраиваемого узкополосного атомарно тонкого зеркала с использованием монослоя MoSe ₂ . Физ. Преподобный Летт. 120 , 037401 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Эпштейн И. и др. Поглощение света, близкое к единице, в резонаторе монослойной ван-дер-ваальсовой гетероструктуры WS ₂. Нано Летт. 20 , 3545–3552 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Цзян, С., Ли, Л., Ван, З., Мак, К.Ф. и Шан, Дж. Управление магнетизмом в 2D CrI ₃ с помощью электростатического легирования. Нац. нанотехнологии. 13 , 549–553 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Frindt, R. Монокристаллы MoS ₂ толщиной в несколько молекулярных слоев. Дж. Заявл. физ. 37 , 1928–1929 (1966).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Дикинсон Р. Г. и Полинг Л. Кристаллическая структура молибденита. Дж. Ам. хим. соц. 45 , 1466–1471 (1923).
Google Scholar
Уилсон, Дж. А. и Йоффе, А. Обсуждение дихалькогенидов переходных металлов и интерпретация наблюдаемых оптических, электрических и структурных свойств. Доп. физ. 18 , 193–335 (1969).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Van Baren, J. et al. Зависящие от укладки межслоевые фононы в 3R и 2H MoS ₂ . 2D Матер. 6 , 025022 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Фрондель, Дж. В. и Викман, Ф. Э. Политипы молибденита в теории и распространенности. II. некоторые природные политипы молибденита. утра. Минеральная. 55 , 1857–1875 (1970).
Google Scholar
Xiao, D., Liu, G.-B., Feng, W., Xu, X. & Yao, W. Связанная физика спина и долины в монослоях MoS ₂ и других дихалькогенидов группы VI. Физ. Преподобный Летт. 108 , 196802 (2012).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Yu, H., Liu, G.-B., Tang, J., Xu, X. & Yao, W. Муаровые экситоны: от программируемых массивов квантовых эмиттеров до искусственных решеток со спин-орбитальной связью. науч. Доп. 3 , e1701696 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Дьяконов М.И. Спиновая физика полупроводников , Том. 1 (Спрингер, 2017).
«>
Мак, К.Ф., Ли, К., Хоун, Дж., Шан, Дж. и Хайнц, Т.Ф. Атомно-тонкий MoS ₂: новый прямозонный полупроводник. Физ. Преподобный Летт. 105 , 136805 (2010).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Splendiani, A. et al. Возникающая фотолюминесценция в монослое MoS ₂ . Нано Летт. 10 , 1271–1275 (2010).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Tonndorf, P. et al. Эмиссия фотолюминесценции и отклик комбинационного рассеяния монослоев MoS ₂ , MoSe ₂ и WSe ₂ . Опц. Экспресс 21 , 4908–4916 (2013).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Moody, G. et al. Собственная однородная ширина линии и механизмы уширения экситонов в монослойных дихалькогенидах переходных металлов. Нац. коммун. 6 , 8315 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Wang, G. et al. Гигантское усиление оптической второй гармоники монослоев WSe ₂ при лазерном возбуждении на экситонных резонансах. Физ. Преподобный Летт. 114 , 097403 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Kormanyos, A. et al. k ⋅ p-теория для двумерных дихалькогенидных полупроводников переходных металлов. 2D Матер. 2 , 022001 (2015).
Google Scholar
Хе, К. и др. Сильно связанные экситоны в монослое WSe ₂ . Физ. Преподобный Летт. 113 , 026803 (2014).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Черников А. и др. Энергия связи экситона и неводородные серии Ридберга в монослое WS ₂ . Физ. Преподобный Летт. 113 , 076802 (2014).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Ugeda, M.M. et al. Гигантская перенормировка запрещенной зоны и экситонные эффекты в монослойном дихалькогенидном полупроводнике переходного металла. Нац. Матер. 13 , 1091–1095 (2014).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Wang, G. et al. Коллоквиум: Экситоны в атомарно тонких дихалькогенидах переходных металлов. Ред. Мод. физ. 90 , 021001 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ MathSciNet Google Scholar
Рамасубраманиам, А. Большие экситонные эффекты в монослоях дихалькогенидов молибдена и вольфрама. Физ. Ред. B 86 , 115409 (2012 г. ).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Сонг Ю. и Дери Х. Теория переноса монослойных дихалькогенидов переходных металлов через симметрию. Физ. Преподобный Летт. 111 , 026601 (2013).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Рытова Н. С. Экранированный потенциал точечного заряда в тонкой пленке. Препринт на https://arxiv.org/abs/1806.00976 (2018).
Келдыш Л.В. Кулоновское взаимодействие в тонких полупроводниковых и полуметаллических пленках. Сов. Дж. Эксп. Теор. физ. лат. 29 , 658 (1979).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Раджа, А. и др. Кулоновская инженерия запрещенной зоны и экситонов в двумерных материалах. Нац. коммун. 8 , 15251 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
«>
Waldecker, L. et al. Сдвиг жестких зон в двумерных полупроводниках за счет внешнего диэлектрического экранирования. Физ. Преподобный Летт. 123 , 206403 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Родс, Д., Чае, С. Х., Рибейро-Палау, Р. и Хон, Дж. Беспорядок в ван-дер-ваальсовых гетероструктурах двумерных материалов. Нац. Матер. 18 , 541 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Кадис, Ф. и др. Ширина экситонной линии приближается к однородному пределу в ван-дер-ваальсовых гетероструктурах на основе MoS ₂. Физ. X 7 , 021026 (2017 г.).
Google Scholar
Zhou, Y. et al. Зондирование темных экситонов в атомарно тонких полупроводниках посредством связи в ближнем поле с поверхностными плазмон-поляритонами. Нац. нанотехнологии. 12 , 856–860 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Brotons-Gisbert, M. et al. Внеплоскостная ориентация люминесцентных экситонов в двумерном селениде индия. Нац. коммун. 10 , 3913 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Wang, G. et al. Плоскостное распространение света в монослоях дихалькогенидов переходных металлов: правила оптического отбора. Физ. Преподобный Летт. 119 , 047401 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Роберт, К. и др. Тонкая структура и время жизни темных экситонов в монослоях дихалькогенидов переходных металлов. Физ. Ред. B 96 , 155423 (2017 г.).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
«>
Роберт, К. и др. Измерение спин-запрещенных темных экситонов в монослоях MoS ₂ и MoSe ₂. Нац. коммун. 11 , 4037 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Pöllmann, C. et al. Резонансные внутренние квантовые переходы и фемтосекундный излучательный распад экситонов в монослое WSe ₂ . Нац. Матер. 14 , 889–893 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Schmidt, P. et al. Нановизуализация межподзонных переходов в ван-дер-ваальсовых квантовых ямах. Нац. нанотехнологии. 13 , 1035–1041 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Лю Ю., Страдыньш П. и Вей С.-Х. Переход металл-полупроводник Ван-дер-Ваальса: слабое закрепление уровня Ферми позволяет эффективно настраивать барьер Шоттки. Науч. Доп. 2 , e1600069 (2016).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Канг Дж., Тонгай С., Чжоу Дж., Ли Дж. и Ву Дж. Смещение зон и гетероструктуры двумерных полупроводников. Заяв. физ. лат. 102 , 012111 (2013).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Ривера, П. и др. Наблюдение долгоживущих межслоевых экситонов в монослое MoSe ₂ –WSe ₂ гетероструктуры. Нац. коммун. 6 , 6242 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
van Der Zande, A.M. et al. Адаптация электронной структуры в двухслойном дисульфиде молибдена за счет межслоевого скручивания. Нано Летт. 14 , 3869–3875 (2014).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
«>
Weston, A. et al. Атомная реконструкция в скрученных бислоях дихалькогенидов переходных металлов. Нац. нанотехнологии. 15 , 592–597 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Сун, Дж. и др. Нарушенная зеркальная симметрия экситонного отклика реконструированных доменов в скрученных бислоях MoSe ₂ /MoSe ₂. Нац. нанотехнологии. 15 , 750–754 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Regan, E.C. et al. Моттовские и обобщенные вигнеровские кристаллические состояния в WSe ₂ /WS ₂ муаровые сверхрешетки. Природа 579 , 359–363 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Wang, Z. et al. Свидетельства конденсации высокотемпературных экситонов в двумерных двойных слоях атомов. Природа 574 , 76–80 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Дау, М. Т. и др. Помимо взаимодействия Ван-дер-Ваальса: случай MoSe ₂ эпитаксиально выращен на малослойном графене. ACS Nano 12 , 2319–2331 (2018).
Google Scholar
Pacuski, W. Узкие экситонные линии и крупномасштабная гомогенность монослоя дихалькогенида переходного металла, выращенного методом MBE на hBN. Нано Летт. 20 , 3058–3066 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Амани, М. и др. Квантовый выход фотолюминесценции, близкий к единице, в MoS ₂ . Наука 350 , 1065–1068 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
«>
Ли, Ю.-Х. и другие. Синтез атомных слоев MoS ₂ большой площади методом химического осаждения из газовой фазы. Доп. Матер. 24 , 2320–2325 (2012).
Google Scholar
Кобаяши Ю. и др. Ростовые и оптические свойства высококачественного монослоя WS ₂ на графите. ACS Nano 9 , 4056–4063 (2015).
Google Scholar
Райи, Дж.-С. и другие. Высокомобильные транзисторы на основе крупноразмерных и высококристаллических пленок MoSe ₂, выращенных методом CVD, на изолирующих подложках. Доп. Матер. 28 , 2316–2321 (2016).
Google Scholar
Джордж А. и др. Контролируемый рост монослоев дихалькогенидов переходных металлов с использованием эффузионных клеток типа Кнудсена в качестве предшественников. J. Phys. Матер. 2 , 016001 (2019).
Google Scholar
Sahoo, P.K., Memaran, S., Xin, Y., Balicas, L. & Gutiérrez, HR. Однореакторный рост двумерных латеральных гетероструктур с помощью последовательной краевой эпитаксии. Природа 553 , 63–67 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Li, J. et al. Общий синтез массивов двумерных ван-дер-ваальсовых гетероструктур. Природа 579 , 368–374 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Jia, H. et al. Массивные массивы одно- и малослойных наномеханических резонаторов MoS ₂. Nanoscale 8 , 10677–10685 (2016).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Paradisanos, I. et al. Управление межслоевыми экситонами в слоях MoS ₂, выращенных методом химического осаждения из газовой фазы. Нац. коммун. 11 , 2391 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Ли, М.-Ю. и другие. Эпитаксиальный рост монослоя WSe ₂ –MoS ₂ латерального pn перехода с атомарно резким интерфейсом. Наука 349 , 524–528 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Хсу, В.-Т. и другие. Свидетельство непрямой щели в монослое WSe ₂ . Нац. коммун. 8 , 929 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Хсу, В.-Т. и другие. Излучения с отрицательной круговой поляризацией от WSe ₂ /MoSe ₂ соответствуют гетеробислоям. Нац. коммун. 9 , 1356 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Хсу, В.-Т. и другие. Адаптация экситонных состояний ван-дер-ваальсовых бислоев с помощью конфигурации стопки, выравнивания зон и спина долины. Науч. Доп. 5 , eaax7407 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Раджа, А. и др. Диэлектрический беспорядок в двумерных материалах. Нац. нанотехнологии. 14 , 832–837 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Лиен, Д.-Х. и другие. Вывод инженерного света в 2D материалах. Нано Летт. 15 , 1356–1361 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Роберт, К. и др. Оптическая спектроскопия возбужденных экситонных состояний монослоев MoS ₂ в ван-дер-ваальсовых гетероструктурах. Физ. Преподобный Матер. 2 , 011001 (2018).
Google Scholar
Фанг, Х. и др. Управление излучательным временем жизни экситона в ван-дер-ваальсовых гетероструктурах. Физ. Преподобный Летт. 123 , 067401 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Кастельянос-Гомес, А. и др. Детерминированный перенос двумерных материалов полностью сухой вязкоупругой штамповкой. 2D Матер. 1 , 011002 (2014).
Google Scholar
Purdie, D. et al. Очистка интерфейсов в гетероструктурах из слоистых материалов. Нац. коммун. 9 , 5387 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Ван, З., Чжао, Л., Мак, К.Ф. и Шан, Дж. Исследование спин-поляризованной электронной зонной структуры в монослойных дихалькогенидах переходных металлов с помощью оптической спектроскопии. Нано Летт. 17 , 740–746 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Zhou, Y. et al. Управление экситонами в атомарно тонкой мембране с помощью зеркала. Физ. Преподобный Летт. 124 , 027401 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Courtade, E. et al. Заряженные экситоны в монослое WSe ₂ : эксперимент и теория. Физ. B 96 , 085302 (2017 г.).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Бермудес, В. М. и МакКлюр, Д. С. Спектроскопические исследования двумерных магнитных изоляторов трихлорида хрома и трибромида хрома-I. J. Phys. хим. Твердые вещества 40 , 129–147 (1979).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
«>
Молина-Санчес, А., Катарина, Г., Сангалли, Д. и Фернандес-Россье, Дж. Магнитооптический отклик монослоев тригалогенида хрома: химические тенденции. Дж. Матер. хим. C 8 , 8856–8863 (2020 г.).
Google Scholar
Карни, О. и др. Инфракрасное межслоевое экситонное излучение в MoS ₂ /WSe ₂ гетероструктуры. Физ. Преподобный Летт. 123 , 247402 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Линг Х., Ван Х., Хуанг С., Ся Ф. и Дрессельхаус М.С. Возрождение черного фосфора. Проц. Натл акад. науч. США 112 , 4523–4530 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Ансари Л. и др. Индуцированная квантовым ограничением эволюция полуметалла в полупроводник в сверхтонком PtSe 9 с большой площадью0025 2 пленки, выращенные при 400 °C. npj 2D Матер. заявл. 3 , 33 (2019).
Google Scholar
Cassabois, G., Valvin, P. & Gil, B. Гексагональный нитрид бора является полупроводником с непрямой запрещенной зоной. Нац. Фотоника 10 , 262–266 (2016).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Kharche, N. & Nayak, SK. Квазичастичная разработка ширины запрещенной зоны графена и графона на гексагональной подложке из нитрида бора. Нано Летт. 11 , 5274–5278 (2011).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Рамасубраманиам, А., Наве, Д. и Тоу, Э. Перестраиваемые запрещенные зоны в двухслойных гетероструктурах графен-BN. Нано Летт. 11 , 1070–1075 (2011).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
«>
Спенс, Д. Э., Кин, П. Н. и Сиббетт, В. Генерация импульсов длительностью 60 фс с помощью титан-сапфирового лазера с автоматической синхронизацией мод. Опц. лат. 16 , 42–44 (1991).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Альфано, Р. Р. Лазерный источник суперконтинуума: абсолютный белый свет (Springer, 2016).
Арора, А. и др. Межслойные экситоны в объемном ван-дер-ваальсовом полупроводнике. Нац. коммун. 8 , 639 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Leisgang, N. et al. Гигантское штарковское расщепление экситона в двухслойном MoS ₂ . Нац. нанотехнологии. 15 , 901–907 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Чжан, X.-X. и другие. Магнитное просветление и контроль темных экситонов в монослое WSe ₂ . Нац. нанотехнологии. 12 , 883–888 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Ван Г. и др. Управление когерентностью экситонной долины в монослоях дихалькогенидов переходных металлов. Физ. Преподобный Летт. 117 , 187401 (2016).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Горица М. и др. Выявление масс экситонов и диэлектрических свойств монослойных полупроводников с сильными магнитными полями. Нац. коммун. 10 , 4172 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Клингширн, К.Ф. Полупроводниковая оптика (Springer, 2012).
Li, Y. et al. Измерение оптической диэлектрической функции монослойных дихалькогенидов переходных металлов: MoS ₂ , MoSe ₂ , WS ₂ и WSe ₂ . Физ. Ред. B 90 , 205422 (2014).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Хо, К., Хуанг, Ю., Тионг, К. и Ляо, П. Анизотропия края поглощения в ReS ₂ и ReSe ₂ слоистые полупроводники. Физ. Ред. B 58 , 16130 (1998).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Чжан, Э. и др. Перестраиваемые амбиполярные поляризационно-чувствительные фотодетекторы на основе высокоанизотропных нанолистов ReSe ₂. ACS Nano 10 , 8067–8077 (2016).
Google Scholar
Хорнг, Дж. и соавт. Наблюдение межслоевых экситонов в монокристаллах MoSe ₂. Физ. B 97 , 241404 (2018 г.).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
«>
Арора, А. и др. Контрастная оптика межслоевых экситонов в объемных дихалькогенидах переходных металлов на основе Mo и W. Nanoscale 10 , 15571–15577 (2018).
Google Scholar
Gerber, I.C. et al. Межслойные экситоны в двухслойном MoS ₂ с сильной силой осциллятора вплоть до комнатной температуры. Физ. Ред. B 99 , 035443 (2019 г.).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Слободенюк А. и др. Тонкая структура К-экситонов в мультислоях дихалькогенидов переходных металлов. 2D Матер. 6 , 025026 (2019).
Google Scholar
Лорчат, Э. и др. Дипольные и магнитные свойства сильно поглощающих гибридных межслоевых экситонов в исходном бислое MoS ₂ . Препринт на https://arxiv.org/abs/2004. 12753 (2020 г.).
Пелант И. и Валента Дж. Люминесцентная спектроскопия полупроводников (Oxford Univ. Press, 2012).
Haunschild, J. et al. Контроль качества нарезанных поликристаллических кремниевых пластин с использованием фотолюминесцентной визуализации для производства солнечных элементов. Материал солнечной энергии. Солнечные элементы 94 , 2007–2012 (2010).
Google Scholar
Балоччи, А., Аманд, Т. и Мари, X. в Semiconductor Research (под ред. Патане, А. и Балкана, Н.) 223–258 (Springer, 2012).
Якубчик, Т. и др. Радиационно-ограниченная дефазировка и экситонная динамика в монослоях MoSe ₂ обнаружены с помощью микроскопии четырехволнового смешения. Нано Летт. 16 , 5333–5339 (2016).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
«>
Хао, К. и др. Динамика когерентной и некогерентной связи между нейтральными и заряженными экситонами в монослое MoSe ₂ . Нано Летт. 16 , 5109–5113 (2016).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Роберт, К. и др. Тонкая структура и время жизни темных экситонов в монослоях дихалькогенидов переходных металлов. Физ. Ред. B 96 , 155423 (2017 г.).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Шри, С. и др. Наблюдение экситон-фононного взаимодействия в монослоях MoSe ₂. Физ. B 98 , 035302 (2018 г.).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Nagler, P. et al. Зеемановское расщепление и обратная поляризация биэкситонного излучения в монослое WS ₂ . Физ. Преподобный Летт. 121 , 057402 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Сан, Д. и др. Наблюдение быстрой экситон-экситонной аннигиляции в монослое дисульфида молибдена. Нано Летт. 14 , 5625–5629 (2014).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Barbone, M. et al. Перестраиваемые по заряду биэкситонные комплексы в монослое WSe ₂ . Нац. коммун. 9 , 3721 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Paradisanos, I. et al. Наблюдение биэкситонов при комнатной температуре в расслоенных монослоях WS ₂. Заяв. физ. лат. 110 , 1
(2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Сигл, Л. и др. Признаки конденсации фотогенерированных межслоевых экситонов в гетеростеке Ван-дер-Ваальса. Препринт на https://arxiv.org/abs/2001.07567 (2020).
Танигучи Т. и Ватанабе К. Синтез монокристаллов нитрида бора высокой чистоты под высоким давлением с использованием растворителя Ba-BN. Дж. Кристалл. Рост 303 , 525–529 (2007).
Google Scholar
Zhu, C. et al. Настройка деформации энергии оптического излучения и поляризации в монослое и бислое MoS ₂ . Физ. Ред. B 88 , 121301 (2013 г.).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Berger, S. et al. Оптические свойства углеродных нанотрубок в композиционном материале: роль диэлектрического экранирования и теплового расширения. Дж. Заявл. физ. 105 , 094323 (2009).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Хирана Ю. , Танака Ю., Ниидоме Ю. и Накашима Н. Сильное влияние микродиэлектрической среды на ширину запрещенной зоны ( n , m ) одностенные углеродные нанотрубки. Дж. Ам. хим. соц. 132 , 13072–13077 (2010 г.).
Google Scholar
Ай, Н., Уолден-Ньюман, В., Сонг, К., Каллиакос, С. и Страуф, С. Подавление мерцания и усиленное излучение экситонов из отдельных углеродных нанотрубок. ACS Nano 5 , 2664–2670 (2011).
Google Scholar
Noe, J.C. et al. Электрометрия окружающей среды с люминесцентными углеродными нанотрубками. Нано Летт. 18 , 4136–4140 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Raynaud, C. et al. Суперлокализация экситонов в углеродных нанотрубках при криогенной температуре. Нано Летт. 19 , 7210–7216 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Блансон, Ж.-К. и другие. Скейлинг для экситонов в двумерных перовскитных квантовых ямах. Нац. коммун. 9 , 1–10 (2018).
Google Scholar
Zhang, H. et al. Интерференционное влияние на оптические сигналы монослоя MoS ₂ . Заяв. физ. лат. 107 , 101904 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Роддаро С., Пингуэ П., Пьяцца В., Пеллегрини В. и Бельтрам Ф. Оптическая видимость графена: интерференционные цвета ультратонкого графита на SiO ₂ . Нано Летт. 7 , 2707–2710 (2007).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Лагард, Д. и др. Динамика носителей и поляризации в монослое MoS ₂ . Физ. Преподобный Летт. 112 , 047401 (2014).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Роберт, К. и др. Излучательное время жизни экситона в монослоях дихалькогенидов переходных металлов. Физ. Ред. B 93 , 205423 (2016 г.).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Бандурин Д.А. и др. Высокая подвижность электронов, квантовый эффект Холла и аномальный оптический отклик в атомарно тонком InSe. Нац. нанотехнологии. 12 , 223 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Лю, Э. и др. Многолучевая оптическая рекомбинация междолинных темных экситонов и трионов в монослое WSe ₂ . Физ. Преподобный Летт. 124 , 196802 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
«>
Луо Ю. и др. Экситонная дипольная ориентация индуцированных деформацией квантовых излучателей в WSe ₂ . Нано Летт. 20 , 5119–5126 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Лу, З. и др. Смешение магнитного поля и расщепление светлых и темных экситонов в монослое MoSe ₂ . 2D Матер. 7 , 015017 (2019).
Google Scholar
Ривера, П. и др. Экситоны межслоевых долин в гетеробислоях дихалькогенидов переходных металлов. Нац. нанотехнологии. 13 , 1004–1015 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Jauregui, L. A. et al. Электрическое управление динамикой межслоевых экситонов в атомарно тонких гетероструктурах. Наука 366 , 870–875 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
«>
Mupparapu, R., Bucher, T. & Staude, I. Интеграция двумерных дихалькогенидов переходных металлов с Ми-резонансными диэлектрическими наноструктурами. Доп. физ. Х 5 , 1734083 (2020).
Google Scholar
Васиста, А.Б., Шарма, Д.К. и Кумар, Г.П. Плоская оптическая микроскопия Фурье и спектроскопия. Цифровая энциклопедия прикладной физики https://doi.org/10.1002/3527600434.eap817 (2003 г.).
Артикул Google Scholar
Васиста, А. Б. и др. Дифференциальное распределение волнового вектора комбинационного рассеяния и флуоресценции с усилением поверхности в резонаторе из плазмонной нанопроволоки, связанной с пленкой. Нано Летт. 18 , 650–655 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Гу, Дж., Чакраборти, Б. , Хатониар, М. и Менон, В. М. Поляритонный светодиод комнатной температуры на основе монослоя WS ₂ . Нац. нанотехнологии. 14 , 1024–1028 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Вагнер, Р., Херклоц, Л., Кортенбрук, Н. и Цихос, Ф. Спектроскопия изображений фотонных кристаллов в задней фокальной плоскости. заявл. физ. лат. 101 , 081904 (2012).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Граф А., Тропф Л., Захарко Ю., Заумсейл Дж. и Гатер М.С. Экситон-поляритоны ближнего инфракрасного диапазона в сильно связанных одностенных микрорезонаторах из углеродных нанотрубок. Нац. коммун. 7 , 13078 (2016).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Йошикава, К., Мацуда, К. и Канемицу, Ю. Транспорт экситонов в подвешенных одиночных углеродных нанотрубках, изученный с помощью фотолюминесцентной спектроскопии. J. Phys. хим. C 114 , 4353–4356 (2010).
Google Scholar
Кадис, Ф. и др. Экситонная диффузия в монослоях WSe ₂, встроенных в ван-дер-ваальсову гетероструктуру. Заяв. физ. лат. 112 , 152106 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Кулиг, М. и др. Экситонная диффузия и эффекты гало в монослойных полупроводниках. Физ. Преподобный Летт. 120 , 207401 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Ривера, П. и др. Динамика долинно-поляризованных экситонов в двумерной полупроводниковой гетероструктуре. Наука 351 , 688–691 (2016).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Унучек Д. и др. Долинно-поляризованные экситонные токи в ван-дер-ваальсовой гетероструктуре. Нац. нанотехнологии. 14 , 1104–1109 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Hong, X. et al. Сверхбыстрый перенос заряда в атомарно тонких гетероструктурах MoS ₂ /WS ₂. Нац. нанотехнологии. 9 , 682–686 (2014).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Ciarrocchi, A. et al. Переключение поляризации и электрическое управление межслоевыми экситонами в двумерных ван-дер-ваальсовых гетероструктурах. Нац. Фотоника 13 , 131–136 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Hill, H.M. et al. Наблюдение экситонных ридберговских состояний в монослоях MoS ₂ и WS ₂ методом спектроскопии возбуждения фотолюминесценции. Нано Летт. 15 , 2992–2997 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Шривастава, А. и Имамоглу, А. Признаки геометрии блоховских полос на экситонах: негидрогенные спектры в дихалькогенидах переходных металлов. Физ. Преподобный Летт. 115 , 166802 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Глазов М. и др. Внутреннее смешение экситонных состояний и нелинейные оптические свойства в монослоях дихалькогенидов переходных металлов. Физ. B 95 , 035311 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Berghäuser, G., Knorr, A. & Malic, E. Оптический отпечаток темноты 2 p -состояния в дихалькогенидах переходных металлов. 2D Матер. 4 , 015029 (2016).
Google Scholar
«>
Wang, G. et al. Экситонные состояния в монослое MoSe ₂ : влияние на межзонные переходы. 2D Матер. 2 , 045005 (2015).
Google Scholar
Chow, C.M. et al. Осцилляторная экситонная динамика фононов в монослое MoSe ₂ . npj 2D Матер. заявл. 1 , 33 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Soubelet, P. et al. Резонансные эффекты в комбинационном рассеянии света однослойного и малослойного MoSe ₂ . Физ. Ред. B 93 , 155407 (2016 г.).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Kioseoglou, G. et al. Долинная поляризация и междолинное рассеяние в монослое MoS ₂ . Заяв. физ. лат. 101 , 221907 (2012).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
«>
Торнацкий Х., Каулитц А.-М. & Maultzsch, J. Резонансные профили поляризации долины в однослойных MoS ₂ и MoSe ₂ . Физ. Преподобный Летт. 121 , 167401 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Dufferwiel, S. et al. Поляритоны с адресацией долины в атомарно тонких полупроводниках. Нац. Фотоника 11 , 497–501 (2017).
Google Scholar
Dufferwiel, S. et al. Долинные когерентные экситон-поляритоны в монослойном полупроводнике. Нац. коммун. 9 , 4797 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Paradisanos, I. et al. Заметная долина поляризации при комнатной температуре в гетероструктурах WS ₂/графен, выращенных методом химического осаждения из паровой фазы. заявл. физ. лат. 116 , 203102 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Rosenberger, M.R. et al. Реконструкция атомов в зависимости от угла поворота и муаровые узоры в гетероструктурах дихалькогенидов переходных металлов. ACS Nano 14 , 4550–4558 (2020 г.).
Google Scholar
Ю, Х., Лю, Г.-Б. и Яо, В. Яркие спин-триплетные межслойные экситоны и правила оптического отбора в ван-дер-ваальсовых гетеробислоях. 2D Матер. 5 , 035021 (2018).
Google Scholar
Molas, M. et al. Зондирование и управление долинной когерентностью темных экситонов в монослое WSe ₂ . Физ. Преподобный Летт. 123 , 096803 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
«>
Шривастава, А. и др. Эффект долины Зеемана в элементарных оптических возбуждениях монослоя WSe ₂ . Нац. физ. 11 , 141–147 (2015).
Google Scholar
Nagler, P. et al. Гигантское магнитное расщепление, вызывающее почти единичную долинную поляризацию в ван-дер-ваальсовых гетероструктурах. Нац. коммун. 8 , 1551 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Бэк, П. Гигантское магнитное расщепление, вызывающее почти единичную поляризацию долины в ван-дер-ваальсовых гетероструктурах. Физ. Преподобный Летт. 118 , 237404 (2017).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Карвальо, Б. Р., Малар, Л. М., Алвес, Дж. М., Фантини, К. и Пимента, М. А. Зависимая от симметрии экситон-фононная связь в двумерном и объемном MoS ₂, наблюдаемая с помощью резонансного комбинационного рассеяния. Физ. Преподобный Летт. 114 , 136403 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ MathSciNet Google Scholar
Шойшнер, Н., Гиллен, Р., Стайгер, М. и Маульцш, Дж. Межслойные резонансные рамановские моды в многослойном MoS ₂ . Физ. Ред. B 91 , 235409 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Oliver, S.M. et al. Структурные фазы и колебательные свойства сплавов Mo ₁ ₋ _x W _x Te ₂. 2D Матер. 4 , 045008 (2017).
Google Scholar
Вулверсон Д., Крампин С., Каземи А.С., Илие А. и Бендинг С.Дж. Спектры комбинационного рассеяния однослойного, малослойного и объемного ReSe ₂: анизотропный слоистый полупроводник. ACS Nano 8 , 11154–11164 (2014).
Google Scholar
Чакраборти, Б. и др. Зависимая от симметрии фононная перенормировка в монослое MoS ₂ транзистор. Физ. B 85 , 161403 (2012 г.).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Бертолацци, С. и др. Создание химически активных дефектов в монослойных транзисторах MoS ₂ с помощью ионно-лучевого облучения и их заживление с помощью осаждения алкантиолов из паровой фазы. Доп. Матер. 29 , 1606760 (2017).
Google Scholar
Conley, H.J. et al. Расчет запрещенной зоны напряженного монослоя и бислоя MoS ₂ . Нано Летт. 13 , 3626–3630 (2013).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Mignuzzi, S. et al. Влияние беспорядка на рамановское рассеяние однослойного MoS ₂ . Физ. Ред. B 91 , 195411 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Бушема, М., Стил, Г. А., ван дер Зант, Х. С. и Кастелланос-Гомез, А. Влияние подложки на рамановское и фотолюминесцентное излучение однослойного MoS ₂. Нано рез. 7 , 561–571 (2014).
Google Scholar
Lee, C. et al. Аномальные колебания решетки одно- и малослойного MoS ₂ . ACS Nano 4 , 2695–2700 (2010 г.).
Google Scholar
Zhang, X. et al. Рамановская спектроскопия режимов сдвига и послойного дыхания в многослойном MoS ₂ . Физ. Ред. B 87 , 115413 (2013 г.).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
«>
Debnath, R. et al. Эволюция высокочастотных рамановских мод и их зависимость от легирования в скрученном бислое MoS ₂ . Наномасштаб 12 , 17272–17280 (2020).
Google Scholar
Хсу, В.-Т. и другие. Генерация второй гармоники из искусственно сложенных скрученных бислоев дихалькогенидов переходных металлов. ACS Nano 8 , 2951–2958 (2014).
Google Scholar
Шинде, С. М. и др. Управляемое наложением межслойное соединение и симметричная конфигурация многослойного MoS ₂ . NPG Азия Матер. 10 , e468 (2018).
Google Scholar
Psilodimitrakopoulos, S. et al. Картирование угла поворота в многослойной WS ₂ с помощью генерации второй гармоники с поляризационным разрешением. науч. 9 , 14285–11 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Psilodimitrakopoulos, S. et al. Нелинейно-оптическая визуализация со сверхвысоким разрешением ориентации «кресло» в двумерных дихалькогенидах переходных металлов. Легкие науки. заявл. 7 , 18005 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Меннель Л., Паур М. и Мюллер Т. Генерация второй гармоники в напряженных монослоях дихалькогенидов переходных металлов: MoS ₂ , MoSe ₂ , WS ₂ и WSe _{2 9 . APL Photonics 4 , 034404 (2019).}
Google Scholar
Farenbruch, A. et al. Эффект Магнито-Штарка и Зеемана как причина генерации второй гармоники экситонов в Cu ₂ O. Физ. Ред. B 101 , 115201 (2020 г. ).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Seyler, K.L. et al. Электрическое управление генерацией второй гармоники в однослойном транзисторе WSe ₂. Нац. нанотехнологии. 10 , 407–411 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Камински Б. и др. Спин-индуцированная генерация второй оптической гармоники в центросимметричных магнитных полупроводниках EuTe и EuSe. Физ. Преподобный Летт. 103 , 057203 (2009).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Сан, З. и др. Топографический и электронный контраст графенового муара на Ir(111), исследованный методами сканирующей туннельной микроскопии и бесконтактной атомно-силовой микроскопии. Физ. Ред. B 83 , 081415 (2011 г.).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
«>
де ла Торре, Б. и др. Вариации механического отклика двумерных материалов на атомном уровне, обнаруженные с помощью бесконтактной атомно-силовой микроскопии. Физ. Преподобный Летт. 116 , 245502 (2016).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Darlington, T. P. et al. Визуализация локализованных по деформации экситонов в наноразмерных пузырьках монослоя WSe ₂ при комнатной температуре. Нац. нанотехнологии. 15 , 854–860 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Цао, Т. и др. Круговой дихроизм по долинам монослоя дисульфида молибдена. Нац. коммун. 3 , 887 (2012).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Мак, К. Ф., Хе, К., Шан, Дж. и Хайнц, Т. Ф. Контроль поляризации долины в монослое MoS ₂ по оптической спиральности. Нац. нанотехнологии. 7 , 494–498 (2012).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Саллен Г. и др. Надежная поляризация оптического излучения в монослоях MoS ₂ за счет селективного возбуждения долины. Физ. Ред. B 86 , 081301 (2012 г.).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Цзэн, Х., Дай, Дж., Яо, В., Сяо, Д. и Цуй, X. Поляризация долины в MoS ₂ монослоев оптической накачкой. Нац. нанотехнологии. 7 , 490–493 (2012).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Унучек Д. Спин-долинная оптоэлектроника на основе двумерных материалов . Диссертация, EPFL (2019).
Hecht, E. et al. Оптика Том. 4 (Аддисон Уэсли, 2002).
«>
Pawley, J. Справочник по биологической конфокальной микроскопии Том. 236 (Спрингер, 2006).
Kuhlmann, A.V. et al. Темнопольный микроскоп для безфонового обнаружения резонансной флуоресценции одиночных полупроводниковых квантовых точек, работающий в режиме «установил и забыл». Rev. Sci. Инструм. 84 , 073905 (2013).
ОБЪЯВЛЕНИЕ Google Scholar
Бенелайла, М., Камманн, Э., Урбашек, Б. и Каррай, К. Физические причины экстремального угасания кросс-поляризации в конфокальной микроскопии. Препринт на https://arxiv.org/abs/2004.13564 (2020 г.).
Ссылки для скачивания
Создание полупроводниковых структур в оптическом волокне | Особенности | Август 2006 г.
Изготовление полупроводниковых устройств внутри микроструктурированного оптического волокна может привести к созданию полностью волоконной оптоэлектроники.
Джон В. Баддинг и Венкатраман Гопалан, Университет штата Пенсильвания, и Пьер Дж.А. Sazio, University of Southampton

Основу информационной супермагистрали составляет оптоволокно. Оптоволоконная технология произвела революцию в телекоммуникациях и влияет на многие другие области, от обороны и дистанционного зондирования до биомедицины. Это влияние усиливается отчасти из-за быстрого развития устройств с активным волокном, для которых волокно служит не только пассивным волноводом, но и средой для непосредственной модуляции, генерации или иного управления оптическим излучением.
Кроме того, практически всем ученым и инженерам знаком повсеместный характер технологий электроники и оптоэлектроники на основе кремния, GaAs и других кристаллических полупроводников.
Эти две технологии, а именно: волоконная оптика на основе длинных тонких стеклянных нитей и электроника на основе плоских чипов, изготовленных с помощью литографии, — обычно неоднородно взаимодействуют через промежуточную оптику и упаковку. Современные телекоммуникации, например, используют как планарные оптоэлектронные полупроводниковые устройства (например, лазеры, модуляторы и детекторы), так и оптическое волокно из кремнезема. Однако там, где это возможно, желательно избегать преобразования фотонных сигналов в волокне в электронные сигналы на основе чипа и обратно из-за стоимости и сложности, связанных с такими оптико-электронно-оптическими или оптико-электронными преобразованиями. Предпочтителен подход, не требующий, чтобы фотоны покидали волокно.
Конечным видением в этом стремлении является полностью волоконная оптоэлектроника, в которой большинство, если не все функции, выполняемые в настоящее время гетерогенными, дискретными и, следовательно, дорогими электронными компонентами, выполняются внутри стекловолокна (рис. 1). Волоконный усилитель, легированный эрбием (EDFA), например, произвел революцию в телекоммуникациях, поскольку он позволяет усиливать в волокне многие плотно мультиплексированные длины волн без трудностей, связанных с электронным обнаружением, усилением или регенерацией этих длин волн за пределами волокна. Хотя EDFA решила проблему усиления 1,5-мкм излучения, используемого для телекоммуникаций, гетерогенные оптико-электрооптические преобразования по-прежнему необходимы для других важных функций, таких как изменение формы и повторная синхронизация цифровых импульсов. Эти преобразования остаются основной статьей расходов для оптических сетей.

Рис. 1. . Включение полупроводников в оптическое волокно позволяет реализовать ряд концепций полностью волоконной оптоэлектроники, в том числе внутриволоконный оптический модулятор, в котором накачка модулирует показатель преломления кремниевой сердцевины и, таким образом, амплитуду направленного сигнала на разной длины волны (А) и волоконный лазер на основе полупроводниковой усиливающей среды с оптической накачкой (В).

Наша команда недавно продемонстрировала, что длинные полупроводниковые и металлические трубки, провода и гетеропереходы могут быть изготовлены внутри оптических волокон с помощью процесса осаждения, аналогичного тому, который используется для современных планарных электронных устройств. ¹ Этот новый подход открывает возможность прямого объединения гибких волноводных возможностей оптического волокна и исключительных возможностей полупроводников и металлов для управления оптическим излучением и электронами.
В качестве доказательства мы сделали полевой транзистор из кристаллического германия внутри волокна. Это нововведение предполагает, что многие из функций, выполняемых планарной оптоэлектроникой, могут быть интегрированы в волокно и что могут стать возможными новые полупроводниковые устройства, которые невозможно реализовать в обычной планарной геометрии. Результатом могут быть недорогие высокофункциональные устройства, которые легко интегрируются с оптоволоконной инфраструктурой.
Встраивание в волокно

Поскольку полупроводники, такие как кремний и кварцевое стекло, используемые для телекоммуникационного волокна, имеют разные физические свойства при высоких температурах, было невозможно собрать их вместе в высококачественное волокно. Эта несовместимость — отличный пример того, как свойства материалов сильно ограничивают технологические возможности.
Альтернативная парадигма, которую мы разработали, заключается в создании электроники внутри микроструктурированных оптических волокон, что является предметом интенсивных текущих исследований в области фотоники. В отличие от обычных волокон с твердой сердцевиной, микроструктурированные оптические волокна обычно имеют крошечные капиллярные воздушные отверстия диаметром от десятков нанометров до нескольких микрон, проходящие по всей их длине. («Твердые» микроструктурированные оптические волокна, в которых воздушные отверстия заменены различными типами стекла, также могут быть изготовлены.) От сотен до тысяч таких капиллярных отверстий можно точно сконструировать в сложные, очень регулярные узоры в поперечном сечении одного волокна. оптическое волокно (рис. 2).

Рис. 2. Сканирующая электронная микроскопия показывает поперечные сечения микроструктурированных оптических волокон с твердой сердцевиной (A и B) и оптического волокна с полой сердцевиной, изготовленного в Университете Саутгемптона (C).

Микроструктурированные оптические волокна можно разделить на два класса: 1) те, которые направляют свет через модифицированную форму полного внутреннего отражения, возникающую из-за множества воздушных отверстий, действующих как слой оболочки с более низким средним показателем преломления, чем твердая сердцевина, и 2 ), те, которые полагаются на фотонную запрещенную зону в оболочке, чтобы ограничить свет до сердцевины, часто называемые волокнами с фотонной запрещенной зоной. Упорядоченное расположение дырок в таких волокнах приводит к фотонной запрещенной зоне точно так же, как упорядоченное расположение атомов в кристалле кремния приводит к более знакомой электронной запрещенной зоне полупроводников. Волокна на рисунках 2А и 2В имеют твердые сердцевины и предназначены для направления света за счет полного внутреннего отражения.
Волокна с полой сердцевиной, такие как показанные на рис. 2C, с другой стороны, направляют за счет фотонных эффектов запрещенной зоны. У них есть сердцевина, показатель преломления которой ниже, чем у оболочки. Воздушное ядро в этом случае действует как уровень дефекта внутри такой фотонной запрещенной зоны, аналогично уровням дефекта, введенным внутри электронной запрещенной зоны кристалла кремния посредством легирования. Волокна с твердой сердцевиной также могут быть спроектированы так, чтобы они направляли за счет фотонных эффектов запрещенной зоны.
Однако наиболее интересным для нас аспектом микроструктурированного оптического волокна является то, что отверстия позволяют проникать в волокно другим материалам.
Традиционным способом изготовления слоев полупроводников для планарных устройств является химическое осаждение из паровой фазы. Химический предшественник в газообразной форме нагревают, чтобы разложить его, чтобы он образовал слой желаемого материала на подложке. Для кремния наиболее распространенным предшественником является силан (Sih5). При нагревании силан отдает свой водород и может образовывать чистые кристаллические слои кремния. Многие различные полупроводники могут быть нанесены путем выбора подходящего прекурсора. Например, герман (GeH ₄ ) разлагается на германий, и известны более сложные прекурсоры для многих составных полупроводников с прямой запрещенной зоной, таких как GaAs и InP.
Учитывая более чем 50-летний опыт использования технологии химического осаждения из газовой фазы, этот метод изготовления полупроводниковых структур внутри микроструктурированного оптического волокна может показаться очевидным, но он оказывается довольно сложным. Отверстия в волокне имеют длину от сантиметров до метров (или даже больше), но их диаметр может быть меньше 100 нм — размер, приближающийся к наименьшим размерам, используемым в производственной литографии полупроводниковых устройств. Любой слой полупроводника, образующийся вдоль стенок элементов с таким экстремальным соотношением сторон (106 или больше), должен быть почти идеально гладким и конформным, иначе образуется пробка, которая остановит дальнейшее осаждение. Кроме того, скорость потока прекурсора в такое маленькое и такое длинное отверстие будет низкой, и в результате за практический промежуток времени может быть осаждено небольшое количество материала.
Соответственно, мы разработали альтернативный метод микрожидкостного химического осаждения из паровой фазы под высоким давлением. Мы обнаружили, что можно использовать пустые отверстия в микроструктурированном волокне в качестве микро- и наноразмерных реакционных камер для процесса осаждения, если мы используем исходное давление в диапазоне от 100 до 1000 бар, при котором газы достаточно плотны, чтобы вести себя как жидкости.
Например, смесь германиевого газа и инертного газа-носителя может проходить через поры микроструктурированного волокна, нагретого до нескольких сотен градусов. Этой температуры достаточно для разложения германия на германий вдоль стенок отверстий. Осаждение на удивление гладкое и конформное на длине от сантиметров до десятков сантиметров. Поскольку объем отверстий настолько мал, высокое давление представляет небольшую угрозу безопасности или вообще не представляет ее. На рис. 3А показана гладкая германиевая трубка, изготовленная внутри одного отверстия диаметром 1,6 мкм в микроструктурированном оптическом волокне. Процесс работает настолько хорошо, что можно почти полностью заполнить отверстия (рис. 3B).

Рис. 3. Изображение , полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывает поперечное сечение германиевой трубки внутри микроструктурированного оптического волокна (А). Масштабная линейка составляет 500 нм. На другой микрофотографии показана германиевая проволока внутри волокна (В). Масштабная линейка составляет 200 нм. В этом пучке германиевых проводов, исходящих из микроструктурированного волокна, синий лазерный свет распространяется по оболочке кварцевого волокна, но не по проводам (С). На микрофотографии показана наноразмерная германиевая проволока внутри микроструктурированного оптического волокна (D). Масштабная линейка составляет 100 нм. Показаны незаполненный сотовый шаблон (Е) и шаблон после заполнения германием (F). Масштабная линейка составляет 5 мкм в обоих случаях. Изображения перепечатаны с разрешения Science.

Проволоки и трубки, образованные в отверстиях, можно вытравить из волокна (рис. 3C), а отверстия размером до 100 нм можно заполнить (рис. 3D). Полупроводниковые узоры, напоминающие микроструктуры, получаются, когда пустое «сотовое» волокно (рис. 3E) заполняется германием (рис. 3F).

Рис. 4. Сканирующий электронный микроскоп показывает поперечное сечение кремниевых трубок в сотовом волокне (A). Шкала бар составляет 1 мкм. Такие трубки можно вытравить из сотового волокна плавиковой кислотой (В). Масштабная линейка составляет 100 мкм. На крупном плане показана форма трубок, наложенная сотовым шаблоном (В, врезка). Кольцевой гетеропереход Si/Ge был изготовлен внутри отверстия микроструктурированного оптического волокна (C). Масштабная линейка составляет 6 мкм. Изображения перепечатаны с разрешения Science.

Аналогичные результаты были получены для кремниевых проводов (рис. 4A и B), и мы ожидаем расширения ассортимента материалов, которые можно изготовить внутри волокна, за счет включения составных полупроводников, таких как GaAs и InP. Мы осадили ряд других материалов, включая составные полупроводники, такие как GeS ₂, сплавы и оксиды Si-Ge, а также металлы, такие как золото и платина. Последовательно изменяя прекурсор, можно изготовить гетеропереходы полупроводник/полупроводник или полупроводник/металл (рис. 4С). Золото и кремний также были нанесены по длине отверстий путем фокусировки лазера для нагревания или фотохимического разложения прекурсора (рис. 5).

Рис. 5. Сфокусированное лазерное излучение (красное) позволяет осаждать полупроводник или металл из текучих прекурсоров (желтая стрелка) в точных местах по длине капиллярного отверстия (вверху). Частицы золота осаждаются в виде узора внутри микроструктурированного капилляра оптического волокна (внизу; перепечатано с разрешения Science).

Для некоторых применений потребуются превосходные электронные транспортные и фотонные свойства монокристаллических полупроводников. Проволоки из монокристаллического кремния были зародыши и выращены с помощью технологии, в которой используется частица жидкого золота/полупроводника, которая перемещается по длине отверстия, оставляя позади себя монокристаллический кремний.
Все эти структуры можно рассматривать как основные строительные блоки для устройств, и многие более сложные структуры могут быть представлены путем прямого расширения методов, разработанных на сегодняшний день.
В качестве демонстрации электронных функций внутри оптического волокна мы изготовили полупроводниковый полевой транзистор внутри волокна (рис. 6). Это позволяет нам напрямую измерять и сравнивать соответствующие параметры полупроводников, такие как тип носителей, концентрация, подвижность и энергия активации, со стандартными значениями для кремния и германия.

Рис. 6. Германиевый полевой транзистор был интегрирован в волокно. На оптической микрофотографии видна германиевая проволока, выступающая из кварцевого волокна после травления (вставка вверху). Принципиальная схема изображает внутриволоконный полевой транзистор (вставка внизу). На графике показан ток исток-сток для различных значений напряжения смещения (V _g ). Печатается с разрешения Science.

Кроме того, если носители в полупроводниковом материале обладают высокой подвижностью, дефектов будет мало, а оптические свойства также будут отличными. Таким образом, полевой транзистор не только обеспечивает важное доказательство принципа работы оптоволоконных электронных устройств, но также является ценным инструментом для определения характеристик.
Новые функциональные возможности возникают из-за структуры отверстий внутри волокна, которые могут быть заполнены, а также из-за продольного структурирования, возможного с помощью нашей фотоинициируемой техники формирования рисунка. Показатели преломления полупроводников, таких как кремний (n = 3,5) и германий (n = 4,0), намного больше, чем у кремнеземной матрицы (n ≈ 1,5). Следовательно, оптические характеристики микроструктурированного оптического волокна могут быть сильно изменены, а излучением можно управлять на размерах вплоть до наномасштаба.
Например, фотонная ширина запрещенной зоны и характеристики оптической дисперсии могут быть значительно изменены путем покрытия отверстий внутри волокна кольцевыми трубками или стержнями из полупроводников, таких как кремний. Толщина трубки очень чувствительно регулирует количество управляемых мод. В перспективе, хотя обычное одномодовое кварцевое оптическое волокно с твердой сердцевиной имеет диаметр сердцевины в несколько микрон, для одномодового наведения требуется всего около 50 нм кремниевой сердцевины внутри кварцевого капиллярного волокна.
‘Salami photonics’
Большинство современных нанофотонных устройств — от пассивных волноводов, фильтров и фотонных кристаллов до активных резонаторов и модуляторов — изготавливаются в плоской геометрии с помощью современных методов электронно-лучевой литографии. . Тем не менее, создание двумерного массива фотонного кристалла, состоящего из кремниевых наностолбиков с воздушной матрицей планарной геометрии, требует глубокого ионно-лучевого травления, которое ограничивает высоту столбика несколькими десятками микрон.
Наша методика представляет собой альтернативный метод, привлекательный во многих отношениях. Как только одно кварцевое волокно с тысячами заранее расположенных отверстий заполнено полупроводником с высоким показателем преломления, таким как кремний, его можно рассматривать как двумерный фотонный кристалл со стороны (рис. 7). Изготовление не требует высокотехнологичных и трудоемких литографических технологий; это просто и быстро. Кроме того, большая длина полупроводниковых структур обеспечивает практически неограниченные соотношения сторон.

Рис. 7. Двумерные фотонно-кристаллические устройства могут быть изготовлены путем разрезания на куски наполненного микроструктурированного оптического волокна — процесс, называемый «фотоникой салями».

Мы называем эту концепцию «фотоникой салями», потому что большая длина волокна с наполнителем может быть нарезана, как салями, на большое количество двумерных фотонно-кристаллических устройств. Пучки этих участков волокна можно использовать для увеличения размера и симметрии в поперечном направлении.
Волоконные лазеры, как импульсные, так и непрерывные, уже стали коммерческой реальностью. Как правило, в этих лазерах используются стекла, легированные редкоземельными элементами, в качестве усиливающей среды с оптической накачкой, а само волокно используется в качестве лазерного резонатора для увеличения усиления. Обычно они ограничены длинами волн ближнего инфракрасного диапазона в диапазоне от 0,8 до 2 мкм. Полупроводниковые лазеры, напротив, значительно расширяют доступность длин волн от видимого (например, AlGaN, GaAs и AlGaAs) до ближнего инфракрасного (например, InGaAsP) и далее до среднего и длинного инфракрасного (например, PbS, PbSe, GeS ₂ , HgCdTe). Внутриволоконная электрическая накачка лазерной среды может быть достигнута с использованием гетеропереходов PN, которые мы можем изготовить в виде кольцевых или осевых переходов внутри микроструктурированного волокна. Также возможна оптическая накачка.
Другим явным преимуществом полупроводников перед волоконными лазерами является то, что нелинейные эффекты второго и третьего порядка на много порядков превышают соответствующие параметры оптических стекол. Таким образом, нелинейные явления, такие как трех- и четырехволновое смешение, вынужденное комбинационное и вынужденное рассеяние Бриллюэна, могут быть использованы для преобразования оптических частот для оптической связи.
Полупроводниковые детекторы широко распространены (например, Si, Ge, InAsP и HgCdTe) в оптоэлектронной промышленности, основанные на эффективном выборе электронной ширины запрещенной зоны и технологии обнаружения фотонов различной энергии. Фотоны обычно поглощаются полупроводником в PN-переходе, а созданные электроны и дырки уносятся под действием обратного смещения, обеспечивая электрический сигнал. Осевые и радиальные PN-переходы могут быть созданы внутри отверстий микроструктурированного оптического волокна, а электрические контакты к ним также могут быть обеспечены за счет непосредственного напыления металлических трубок в качестве контактов.
Разработанная нами технология представляет собой беспрецедентно сложную платформу оптоэлектроники на основе оптоволокна, которая может быть надежной, недорогой и легко интегрироваться в существующую инфраструктуру на основе оптоволокна. Чтобы полностью реализовать перспективы полностью волоконной оптоэлектроники, потребуется непрерывная разработка материалов, осаждаемых внутри волокна, точно так же, как технология кварцевого волокна с низкими потерями на ранней стадии потребовала значительной эволюционной разработки материалов. Таким образом, наше текущее внимание сосредоточено на выполнении фундаментальных материаловедения, необходимых для разработки этих новых структур для применения в фотонных устройствах следующего поколения.
Познакомьтесь с авторами
Джон В. Баддинг — адъюнкт-профессор химии Пенсильванского государственного университета в Университетском парке; электронная почта: [электронная почта защищена].
Венкатраман Гопалан — адъюнкт-профессор материаловедения и инженерии в Университете штата Пенсильвания; электронная почта: [электронная почта защищена].
Пьер Дж.А. Сацио — старший научный сотрудник Исследовательского центра оптоэлектроники Саутгемптонского университета в Великобритании; электронная почта: [электронная почта защищена].
Благодарности

В.Г. и Дж.В.Б. поблагодарить Национальный научный фонд (грант DMR-0502906), Центр наноразмерных наук штата Пенсильвания, финансируемый грантом NSF DMR-0213623; и Центр оптических технологий Penn State-Lehigh для поддержки.
Номер по каталогу
1. P.J.A. Сацио и др. (17 марта 2006 г.). Микроструктурированные оптические волокна как микрожидкостные реакторы высокого давления. НАУКА , стр. 1583-1586.

Оптические свойства и применение полупроводников (твердый переплет)
Инамуддин (редактор), Мохд Имран Ахамед (редактор), Раджендер Боддула (редактор) нашел широкое применение в развивающихся полупроводниковых фотогальваниках, где важны оптические характеристики. Индустриализация полупроводников и связанных с ними приложений проложила путь к новым способам использования методов оптических измерений. Благодаря своим уникальным свойствам полупроводники являются ключевыми компонентами повседневно используемых технологий в здравоохранении, вычислительной технике, связи, зеленой энергетике и ряде других применений.
В этой книге рассматриваются основные оптические свойства и области применения полупроводников. В нем обобщена информация, а также оптические характеристики и применимость полупроводников посредством углубленного обзора литературы. Опытные эксперты в этой области делятся своими знаниями и изучают новые разработки.

ХАРАКТЕРИСТИКИ
Всесторонний охват всех типов оптических применений с использованием полупроводников
Изучение соответствующих композитных материалов и устройств для каждого применения
Описывает оптические свойства кристаллических и аморфных полупроводников.
Описывает новые разработки в этой области и будущие потенциальные приложения. Команды НИОКР, работающие в области прикладной физики.
Об авторе
Доктор Инамуддин работает доцентом кафедры прикладной химии Алигархского мусульманского университета, Алигарх, Индия. Он получил степень магистра органической химии в Университете Чаудхари Чаран Сингх (CCS), Меерут, Индия, в 2002 году. 2004 и 2007 соответственно. Он имеет обширный опыт исследований в междисциплинарных областях аналитической химии, химии материалов и электрохимии и, в частности, возобновляемых источников энергии и окружающей среды. Он работал над различными исследовательскими проектами в качестве научного сотрудника и старшего научного сотрудника, финансируемых Комиссией по университетским грантам (UGC) правительства Индии и Советом по научным и промышленным исследованиям (CSIR) правительства Индии. Он получил награду Fast Track Young Scientist от Министерства науки и технологий Индии за работу в области сгибающих приводов и искусственных мышц. Он завершил четыре крупных исследовательских проекта, санкционированных Комиссией по университетским грантам, Департаментом науки и технологий, Советом по научным и промышленным исследованиям и Советом по науке и технологиям Индии. Он опубликовал 190 исследовательских статей в авторитетных международных журналах и девятнадцать глав в книгах, основанных на знаниях, опубликованных известными международными издательствами. Он опубликовал 145 отредактированных книг в издательствах Springer (Великобритания), Elsevier, Nova Science Publishers, Inc. (США), CRC Press Taylor & Francis Asia Pacific, Trans Tech Publications Ltd. (Швейцария), IntechOpen Limited (Великобритания), Wiley-Scrivener. , (США) и Materials Research Forum LLC (США). Он является членом редколлегий различных журналов. Он также является помощником редактора журналов (Environmental Chemistry Letter, Applied Water Science и Euro-Mediterranean Journal for Environmental Integration, Springer-Nature), редактором раздела Frontiers (Current Analytical Chemistry, Bentham Science Publishers), членом редакционной коллегии (Scientific Reports). -Nature), редактор (Eurasian Journal of Analytical Chemistry) и редактор обзоров (Frontiers in Chemistry, Frontiers, Великобритания). Sons, Inc. Он присутствовал, а также председательствовал на различных международных и национальных конференциях. Он работал научным сотрудником с докторской степенью, возглавляя исследовательскую группу в Центре творческих исследований биоискусственных мышц Университета Ханьянг, Южная Корея, в области возобновляемых источников энергии, особенно биотопливных элементов. Он также работал научным сотрудником с докторской степенью в Центре передового опыта в области возобновляемых источников энергии Университета нефти и полезных ископаемых имени короля Фахда, Саудовская Аравия, в области топливных элементов с мембраной из полимерного электролита и вычислительной гидродинамики топливных элементов с мембраной из полимерного электролита. Он является пожизненным членом Журнала Индийского химического общества. Его исследовательский интерес включает ионообменные материалы, датчик для ионов тяжелых металлов, биотопливные элементы, суперконденсаторы и изгибающие приводы. Д-р Мохд Имран Ахамед получил степень доктора философии по теме «Синтез и характеристика неорганически-органических композитных катионообменников, селективных к тяжелым металлам, и их аналитические применения» в Мусульманском университете Алигарх, Алигарх, Индия, в 2019 г. . Он опубликовал несколько исследовательских и обзорных статей в журналах международного признания. Springer (Великобритания), Elsevier, CRC Press Taylor & Francis Asia Pacific и Materials Research Forum LLC (США). Он получил степень бакалавра наук. (с отличием) Химия Мусульманского университета Алигарха, Алигарх, Индия, и степень магистра наук. (органическая химия) Университета доктора Бхимрао Амбедкара, Агра, Индия. Он совместно редактировал более 20 книг со Springer (Великобритания), Elsevier, CRC Press Taylor & Francis Asia Pacific, Materials Research Forum LLC (США) и Wiley-Scrivener (США). Его исследовательская работа включает ионообменную хроматографию, очистку и анализ сточных вод, привод изгиба и электропрядение. Доктор Раджендер Боддула в настоящее время работает с Международной инициативой стипендий президента Китайской академии наук (CAS-PIFI) в Национальном центре нанонауки и технологий (NCNST, Пекин). В 2008 году он получил степень магистра органической химии в Университете Какатия, Варангал, Индия. В 2014 году он получил степень доктора философии в области химии с высшим отличием за работу под названием «Синтез и характеристика полианилинов для суперконденсаторов и каталитических применений» в CSIR-Индийский институт химической технологии (CSIR-IICT) и Университет Какатия (Индия). До прихода в Национальный центр нанонауки и технологий (NCNST) в качестве научного сотрудника CAS-PIFI, Китай, работал старшим научным сотрудником и постдоком в Национальном университете Цин-Хуа (NTHU, Тайвань) соответственно в области применения биотоплива и сокращения выбросов CO2. . Его академические награды включают Национальную стипендию Комиссии по университетским грантам и множество стипендий за заслуги, стипендии для обучения за границей от Австралийской исследовательской стипендии Endeavour и CAS-PIFI. Он опубликовал множество научных статей в международных рецензируемых журналах и является автором около двадцати глав в книгах, а также является членом редакционной коллегии и рецензентом известных международных рецензируемых журналов. Он опубликовал отредактированные книги в Springer (Великобритания), Elsevier, Materials Science Forum LLC (США), Wiley-Scrivener (США) и группе CRC Press Taylor & Francis. Его специализированными областями исследований являются преобразование и хранение энергии, включая устойчивые наноматериалы, графен, полимерные композиты, гетерогенный катализ органических преобразований, технологии восстановления окружающей среды, фотоэлектрохимические устройства для разделения воды, биотопливные элементы, батареи и суперконденсаторы. Д-р Тарик А Алталхи, Таифский университет, Таиф, Саудовская Аравия

Product Details
ISBN: 9781032036984
ISBN-10: 1032036982
Publisher: CRC Press
Publication Date: July 18th, 2022
Pages: 171
Language: English
Размер рынка оптополупроводников, рост и отчет [2021–2028]
Объем мирового рынка оптополупроводников в 2020 году составил 40,48 млрд долларов США. все ключевые регионы в условиях пандемии. Согласно нашему анализу, в 2020 году мировой рынок продемонстрировал огромное падение на 2,6%. Прогнозируется, что рынок вырастет с 44,63 млрд долларов США в 2021 году до 9 долларов США.7,52 миллиарда в 2028 году при среднегодовом темпе роста 11,8% в период 2021-2028 годов. Внезапный рост CAGR объясняется спросом и ростом этого рынка, который возвращается к допандемическим уровням после окончания пандемии.
Оптополупроводники упростили автономные транспортные средства с внедрением жизнеспособных технологий. Оптические полупроводники стали незаменимыми для работы экономики и национальной безопасности данных. Растущий спрос на оптополупроводники приносит новые удобства в ранее невозможные операции.
Кроме того, ожидается, что беспроводные технологии и технологии 5G приведут к огромным преобразованиям на мировом рынке. Ожидается, что эти технологии откроют широкий спектр функций от автономных приложений до IoT и подключенных приложений. Некоторые примеры приложений для 5G и беспроводных технологий будут в умных городах, электромобилях, интеллектуальных автомобилях, смартфонах и т. д. 5G и беспроводные технологии в значительной степени зависят от передовых оптических датчиков, светодиодов и связанных с ними технологий, поскольку они являются основными функциями для полное развертывание технологий, необходимых для умных городов и заводов, а также полностью автономных транспортных средств. Кроме того, ожидается, что известные производители датчиков и светодиодов, а также поставщики телекоммуникационного оборудования, такие как Osram, TT Electronics и т. д., представят различные решения, чтобы бороться за высокую долю рынка в технологии 5G.
Пандемия COVID-19: препятствия для автомобильного сектора в странах Азии препятствуют росту рынка
Ударные волны пандемии COVID-19 нарушили экономику всего мира. Кроме того, в 2020 году темпы роста в странах Азии с формирующимся рынком также снизились, поскольку производственная деятельность на заводах в азиатских странах была приостановлена. Ожидалось, что рынок станет свидетелем спада в период пандемии, но ожидается, что он вернется к нормальной жизни с конца 2020 года. Отрасль сталкивается с проблемами, связанными с поддержанием мировой экономики в нескольких секторах. Благодаря активному участию производителей и правительства в восстановлении глубин, которые произошли, и разработке различных стратегий для охвата роста рынка. Кроме того, участники рынка сталкиваются с трудностями в прогнозировании будущего спроса, поскольку в автомобильном и промышленном секторах царит большая неопределенность, что замедляет рост ВВП развивающихся стран. Однако ожидается, что в течение прогнозируемого периода и после восстановления после пандемии спрос на этот тип полупроводников значительно возрастет из-за спроса на бытовую электронику, такую как ноутбуки и мобильные телефоны, автомобили, центры обработки данных, средства связи и т. д.

ПОСЛЕДНИЕ ТЕНДЕНЦИИ

Запросите бесплатный образец , чтобы узнать больше об этом отчете.
Внедрение лазерных 3D-дисплеев и лазерных LIFI для расширения рынка
Новые полупроводниковые лазерные технологии, такие как лазерный LIFI, лазерные 3D-дисплеи, плазмонные наноструктуры и другие, революционизируют оптические датчики и промышленные материалы. рынке переработки по всему миру. Такие отрасли, как автомобилестроение, телекоммуникации, бытовая электроника и другие, особенно выигрывают от лазерных технологий LIFI и лазерных 3D-дисплеев. Эти технологии упрощают архитектуру проектирования систем, что привело к принятию этих технологий в последние годы.
Благодаря быстрому развитию электроники технология трехмерных дисплеев с лазерным приводом активно продвигается на рынок, поскольку она сохраняет полное разрешение изображения для каждого вида трехмерного дисплея. Кроме того, новейший 3D-дисплей без стекла, разработанный инженерами, использует лазер для создания гигантских изображений на открытом воздухе для мероприятий на стадионе и электронных рекламных щитов. Южная Корея, Китай, США, Австрия, Япония — вот некоторые из стран, которые используют эти дисплеи для зрителей.

ДВИЖУЩИЕ ФАКТОРЫ
Внедрение аутсорсинга услуг по производству оптоэлектроники (EMS) для повышения спроса
Некоторые отрасли промышленности выбирают аутсорсинг услуг по производству электроники (EMS), поскольку он предлагает оригинальные и высококачественные продукты по низким ценам; это помогает получить конкурентное преимущество для производителей и улучшить рост рынка. По мере того, как аутсорсинговые организации получают и поддерживают сертификаты, которые предлагают надежные высококачественные датчики для конечных пользователей, светодиоды, оптопары и т. д. Для автомобилей, бытовой электроники и многих других секторов это отражает обязательства перед целевой группой отраслей, следовательно, растет глобальный спрос. .
Таким образом, внедрение аутсорсинга оптополупроводников/электроники, таких как светодиоды, оптические датчики, оптопары, фотонные элементы и т. д., по прогнозам, будет способствовать росту рынка оптополупроводников в течение прогнозируемого периода.

ОГРАНИЧИВАЮЩИЕ ФАКТОРЫ
Участки тепловых и физических испытаний Интеграция опто-полупроводников для сдерживания роста
Современные оптоэлектронные устройства производятся с использованием органических или неорганических полупроводниковых материалов, что приводит к потерям энергии и нагреву устройства. Генерируемое тепло приводит к несогласованности и создает неактивные центры в материале, становясь источником тепловыделения в полупроводниковом материале. Основным сложным фактором тепловых испытаний и управления являются измерения температуры оптических полупроводниковых устройств. Эти устройства изготавливаются с плохой теплопроводностью, что приводит к трудностям при установке устройств на платформы для измерения температуры. Чтобы преодолеть проблемы тепловых и физических испытаний, исследователи выбирают ИК-термографию. ИК-термография сводит к минимуму теплоотводы на устройстве и управляет температурой и стабильностью устройства.

Сегментация

По типу анализ:

Чтобы узнать, как наш отчет может помочь упростить ваш бизнес, поговорите с аналитиком
9233 рынок сегментирован на светодиоды, датчики изображения, инфракрасные компоненты, оптопары и лазерные диоды.
Ожидается, что в ближайшие годы рынок датчиков изображения будет демонстрировать высокие темпы роста. Поскольку спрос на эти датчики рос в течение последних двух десятилетий и, как ожидается, будет продолжаться. Рост обусловлен постоянными технологическими достижениями, такими как беспилотные автомобили и распознавание изображений в целях безопасности в интеллектуальных устройствах конечных пользователей.
Ключевые игроки рынка вовлечены в масштабные капиталовложения в датчики изображения и светодиоды для поддержки инноваций, таких как недорогие 3D-изображения, лазерный Li-Fi, технология 3D-дисплеев с лазерным питанием, квантовые точки и другие комплексы, приложения для рабочих нагрузок в реальном времени. Светодиод — это электрический компонент, а источник света в полупроводниках излучает свет, пока через него протекает электрический ток. Это диод с p-n переходом с прямым направлением тока. Светодиоды сильно легированы полупроводниковым материалом, и количество легирования приводит к излучению цветного света через светодиоды со спектральной длиной волны. Светодиоды широко используются в бытовой электронике и автомобилях.
Оптопары, также известные как оптоизоляторы или оптроны, представляют собой электронные компоненты, передающие электрические сигналы по двум изолированным цепям с помощью света. Оптопары представляют собой комбинацию светодиода, излучающего инфракрасный свет, и полупроводникового фоточувствительного устройства, обнаруживающего излучаемый инфракрасный свет. Они используются в автомобилестроении, телекоммуникациях, здравоохранении, бытовой электронике и т. д.
Ожидается, что в ближайшие годы рынок инфракрасных компонентов будет расти с растущим спросом со стороны потребительской электроники, телекоммуникаций, здравоохранения и автомобильного сектора для сложных приложений.

Анализ приложений
Промышленное применение свидетельствует о значительном росте.
На основе анализа приложений этот рынок делится на Жилой и Коммерческий и Промышленный.
Промышленное применение, которое включает в себя автомобили, бытовую электронику, телекоммуникации, здравоохранение, энергетику и другие (военные, коммунальные услуги и т. д.), по прогнозам, будет расти со значительным среднегодовым темпом роста с ростом спроса на бытовую электронику и автомобильную промышленность. мир. Кроме того, подключенные технологии увеличивают спрос в секторе автомобильной электроники, а также растет спрос на высококачественные и точные датчики и светодиоды для автономных транспортных средств. Этот спрос обусловлен более широким использованием электронных компонентов для повышения безопасности и передовых технологий, добавляемых в автомобили. Потребление полупроводников в автомобильных электронных компонентах включает в себя информационно-развлекательные системы, безопасность, навигацию, топливную экономичность и т. д., и ожидается, что в ближайшие годы их применение возрастет.
Подключенные технологии повышают безопасность, энергосбережение и возможности применения устройств IoT и, следовательно, ожидается, что в ближайшие годы они откроют для рынка расширенные рыночные возможности.
Жилой и коммерческий сегменты значительно выросли за последние два десятилетия благодаря растущему количеству инновационных строительных проектов и внедрению светодиодов каждый день во всем мире, преодолевая проблемы, связанные с освещением; развитие рынка полупроводников во всем мире .

REGIONAL INSIGHTS

Размер рынка оптических полупроводников в Азиатско-Тихоокеанском регионе, 2020 г. (млрд долларов США)
экспоненциальный рост с самым высоким CAGR за прогнозируемый период благодаря росту полупроводниковой промышленности в Китае, Индии, Тайване, Южной Корее, Японии и т. д. Рынок, вероятно, будет расти за счет развивающихся автомобильных, медицинских и промышленных производственных компаний и растущий спрос и предложение оптоэлектроники на зарубежных рынках Северной Америки и Европы. Кроме того, рост уровня жизни в таких странах, как Китай, Индия, Австралия и т. д., который увеличит количество жилых и коммерческих помещений, также способствовал росту рынка. Кроме того, ожидается, что рост работающего населения в регионе повысит спрос.
Китай продемонстрирует самый высокий среднегодовой темп роста с новыми местными производителями полупроводников
Ожидается, что в ближайшие годы Китай сохранит и продемонстрирует самый высокий рост. Это связано с растущим присутствием местных производителей полупроводников. Эти производители предлагают широкий ассортимент продукции по всему миру, причем по доступным ценам. Китай признан одним из крупнейших производителей и экспортеров электроники в мире. Присутствие огромного количества этих местных производителей и их разнообразие предложений и вариантов продукции интересует глобальную потребительскую базу и, по оценкам, будет способствовать росту рынка в ближайшие годы.
Северная Америка, по прогнозам, займет второе место на рынке благодаря изобретению оптоэлектронных устройств в условиях карантина почты США, в 2019 году в США проводились крупнейшие текущие исследования и разработки в области полупроводников с огромными инвестициями. В результате регион создаст значительный импульс для размера рынка оптоэлектроники.
Ожидается, что европейский рынок будет расти со стабильным среднегодовым темпом роста в течение прогнозируемого периода. Оптические полупроводники будут расти в регионе из-за увеличения спроса на смартфоны и бытовую электронику. Кроме того, растущий спрос со стороны автомобильной промышленности будет способствовать дальнейшему росту спроса в ближайшие годы.
В связи с ростом рынка США и Северной Америки ожидается существенный рост в Южной Америке. Поскольку в будущем прогнозируется рост рынка США, этот рост также повлияет на рынок Южной Америки, и одновременно спрос будет увеличиваться. Ожидается, что спрос в коммерческом секторе также будет способствовать росту в регионе.

Чтобы узнать, как наш отчет может помочь оптимизировать ваш бизнес, обратитесь к аналитику
Прогнозируется, что на Ближнем Востоке произойдет сильный рост мирового рынка оптополупроводников из-за увеличения использования электронных и автомобильных продуктов. Кроме того, рост числа коммерческих и жилых приложений может внести существенный вклад в рост рынка. В то время как Африка, вероятно, будет демонстрировать медленный рост из-за отсутствия технологий в регионе.

КЛЮЧЕВЫЕ ИГРОКИ ОТРАСЛИ
Запуск нового продукта ключевыми игроками для возрождения своего присутствия на рынке
Ведущие игроки стремятся к совершенству на мировом рынке оптоэлектроники, ориентируясь на сильную производственную и технологическую основу, инвестиции для расширения портфеля продуктов силовой электроники, сильных продавцов и разнообразия, а также долговечности продуктов и конечных пользователей.
Рынок растет с развитием технологий, и на рынке есть много известных брендов, а также региональные игроки, чтобы удовлетворить растущие потребности. LITE-ON Technology, Inc., ON Semiconductor Corporation, OSRAM, Vishay Intertechnology, Inc., Mitsubishi Electric Corporation и Toshiba Corporation считаются видными игроками на мировом рынке. Эти производители постоянно разрабатывают оптополупроводники в ожидании спроса на передовые информационные технологии (ИТ), 5G, технологию трехмерной интеграции и другие технологически продвинутые продукты. Например, перовскитные транзисторы, оптические квантовые точки, плазмонные наноструктуры и т. д.
Известные игроки делают упор на долгосрочную инвестиционную деятельность для поддержания ликвидности и сохранения капитала при получении соответствующей прибыли.

СПИСОК КЛЮЧЕВЫХ КОМПАНИЙ:

TOSHIBA ELECTRONIC DEVICES & STORAGE CORPORATION (Япония)

ROHM CO., LTD. (Япония)

Vishay Intertechnology, Inc. (США)

Renesas Electronics Corporation. (Япония)

ON Semiconductor (США)

Broadcom (США)

Mitsubishi Electric Corporation (Япония)

LITE-ON Technology, Inc. (Тайвань)

TT Electronics (Великобритания)
RAM GmbH (Германия) 0012691 OS

КЛЮЧЕВОЕ РАЗВИТИЕ ОТРАСЛИ:

Январь 2021 лаборатории в штаб-квартире Sanden Huayu в Шанхае, Китай.

Декабрь 2019 г. — Корпорация Mitsubishi Electric выпустила импульсный лазерный диод (LD) ML562G86 для проекторов с ярким красным светом с длиной волны 638 нанометров (нм), выходной мощностью 3,0 Вт в импульсном режиме и средней наработкой до отказа1 ( MTTF) более 20 000 часов.

ОБЛАСТЬ ПОКРЫТИЯ ОТЧЕТА

Инфографическое представление рынка оптических полупроводников
Просмотреть полную инфографику
Чтобы получить информацию о различных сегментах, поделитесь с нами своими запросами
Отчет об исследовании мирового рынка оптополупроводников содержит подробный анализ рынка. Основное внимание уделяется ключевым аспектам, таким как конкурентная среда, ведущие компании, типы продуктов/услуг и ведущие приложения продуктов. Кроме того, отчет предлагает информацию о текущих рыночных тенденциях и освещает ключевые события в отрасли, полученные в результате первичных и вторичных исследований. В дополнение к факторам, упомянутым выше, отчет включает в себя анализ нескольких ключевых факторов, которые способствовали росту рынка за последние годы.

Report Scope & Segmentation

2

ATTRIBUTE

DETAILS

Study Period

2017

2020

Forecast Period

2021-2028

Historical Period

2017-2019

Ед.2322
S egmentation

Type, Application, Region

By Type (Value)

LED

Датчики изображения

Инфракрасный компонент

Оптопары

Лазерный диод

By Application

Residential and Commercial

Industrial

Automotive

Consumer Electronics

Telecommunication

Healthcare

Energy & Power

Others (военные, коммунальные и т. д.)

По регионам

Северная Америка (по типу, применению и стране)

Европа (по типу, применению и стране)

Ближний Восток и Африка (по типу, применению и стране)

Южная Америка (по типу, применению и стране)

0000 Optical Nonlinearities and Instabilities in Semiconductors
Select country/regionUnited States of AmericaUnited KingdomAfghanistanÅland IslandsAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntigua and BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBonaire, Sint Eustatius and SabaBosnia and HerzegovinaBotswanaBrazilBritish Indian Ocean TerritoryBritish Virgin IslandsBruneiBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCanary IslandsCape VerdeCayman IslandsCentral African RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Keeling) IslandsColombiaComorosCongoCook IslandsCosta RicaCroatiaCubaCuraçaoCyprusCzech RepublicDemocratic Republic of the КонгоДанияДжибутиДоминикаДоминиканская РеспубликаЭквадорЕгипетСальвадорЭкваториальная ГвинеяЭритреяЭстонияЭфиопияФолклендские (Мальвинские) островаФарерские островаФедеративные Штаты МикронезияФиджиФинляндияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибр altarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuernseyGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIranIraqIrelandIsle of ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKuwaitKyrgyzstanLaoLatviaLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLuxembourgMacaoMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNiueNorfolk IslandNorth KoreaNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua New GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarRéunionRomaniaRwandaSaint BarthélemySaint HelenaSaint Kitts and NevisSaint LuciaSaint Martin (French part)Saint Pierre and MiquelonSaint Vincent and the GrenadinesSamoaSan MarinoSao Tome and PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint Maarten (Dutch part)SlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomalia South AfricaSouth Georgia and the South Sandwich IslandsSouth KoreaSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard and Jan MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyriaTaiwanTajikistanTanzaniaThailandTimor LesteTogoTokelauTongaTrinidad and TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks and Caicos IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUruguayUS Virgin IslandsUzbekistanVanuatuVatican CityVenezuelaVietnamWallis and FutunaWestern SaharaYemenZambiaZimbabwe
Варианты покупки
Электронная книга 30% скидка ~~$ 72,95~~ $ 51,06
Налог с продаж будет рассчитываться при выборе
БЕСПЛАТНАЯ ГОЛОСКА
Минимальный заказ
.
занимается различными аспектами нелинейных оптических явлений и связанных с ними оптических нестабильностей в полупроводниках. Представлены измерения и объяснения оптических нелинейностей различных полупроводниковых материалов и структур, наряду с оптической бистабильностью и порогами диодных лазеров; автоколебания; и хаос. Этот текст состоит из 17 глав и начинается с вводной главы, посвященной истории исследований нелинейно-оптических свойств полупроводников, усиленных резонансом, и их проявлений в оптических нестабильностях. Затем обсуждение переходит к экспериментально наблюдаемым оптическим нелинейностям в однородных полупроводниках и к микроскопической теории краевых нелинейностей оптической зоны. В этой книге рассматриваются исследования спектральной области, близкой к запрещенной зоне, предназначенные для использования резонансного усиления нелинейно-оптического поведения. Остальные главы посвящены нелинейным оптическим свойствам полупроводниковых квантовых ям; плотные неравновесные возбуждения в арсениде галлия; оптический распад и пространственная релаксация; и оптическая бистабильность в полупроводниковых лазерных усилителях. Завершает книгу глава, описывающая нестабильности в полупроводниковых лазерах. Эта книга предназначена для студентов-исследователей и активных исследователей, интересующихся основами физики или приборными приложениями оптических нелинейностей и нестабильностей в полупроводниках.
Оглавление

Предисловие
Авторы
1. Введение
2. Обзор экспериментально наблюдаемых оптических нелинейностей в однородных полупроводниках
3. Микроскопическая теория краевых нелинейностей оптической зоны 22 Wells Optical 2 Квантовые свойства полупроводников
2 5. Плотные неравновесные возбуждения: спектры поглощения на краях полос высоковозбужденного арсенида галлия
6. Теория плотных неравновесных экситонных систем
7. Оптический затухание и пространственная релаксация
8. Оптические нелинейности, обусловленные биэкситонами
9. Оптическое обращение фазового фронта в полупроводниках
10. Нелинейная рефракция для непрерывной оптической бистабильности
11. Оптические нестабильности в полупроводниках: теория
12. Полупроводниковые оптические нелинейности и Приложения к оптическим устройствам и бистабильность
13. Зависимость от электрического поля оптических свойств полупроводниковых квантовых ям: физика и приложения
14. Оптическая и оптоэлектронная нелинейность в бистабильных устройствах Si и InP
15. Оптическая бистабильность в полупроводниковых лазерных усилителях
16. Бистабильность в полупроводниковых лазерных диодах
17. Нестабильность в полупроводниковых лазерах
Алфавитный указатель
Список материалов
Информация о продукте
1:0 915 Количество страниц: Английский
Авторское право: © Academic Press 1988
Опубликовано: 28 мая 1988 г.
Выходные данные: Academic Press
ISBN электронной книги: 9780323140942
О редакторе
Hartmut Haug
Рейтинги и обзоры
Написать отзыв
В настоящее время нет обзоров для статьи «Оптические нелинейности и нестабильности в полупроводниках»
Semiconductor Волоконная оптика: революция в области связи | Блог Advanced PCB Design
Ключевые выводы
В полупроводниковой волоконно-оптической технологии длинные жилы волокон кварцевого стекла осаждаются полупроводниковыми материалами, такими как кремний, германий или другие кристаллические полупроводники.
Конечной целью современных систем связи является интеграция функций планарных оптоэлектронных устройств в волоконно-оптическую инфраструктуру.
Наиболее распространенным методом изготовления полупроводниковых оптических волокон является метод вытягивания расплавленного сердечника.

Полупроводниковая волоконно-оптическая технология позволяет передавать данные на большие расстояния, не требуя каскадов электрического-оптического-электрического преобразования
В волоконной оптике ведутся непрерывные исследования по расширению использования полупроводниковых материалов для проектирования и изготовления элегантных устройств. Один из таких вкладов, о котором сообщалось в результате сотрудничества между группами из Университета штата Пенсильвания и Университета Саутгемптона, положил начало эволюции полупроводниковой волоконной оптики. Команда успешно осадила аморфный и кристаллический кремний внутри микроструктурированных оптических волокон из диоксида кремния, используя метод микрофлюидного химического осаждения под высоким давлением.
Наука, связанная с полупроводниковыми оптическими волокнами и устройствами в стеклянной оболочке, называется полупроводниковой волоконной оптикой. Внедрение полупроводниковых функций в оптические волокна проложило путь к разработке передовых полупроводниковых устройств с точки зрения интеграции и конструкции волновода. Технология полупроводниковой волоконной оптики растет и приобретает все большее значение благодаря преобразованиям, которые она привносит в современные системы связи. Используя полупроводниковую волоконно-оптическую технологию, данные можно передавать на большие расстояния, не требуя каскадов электрического-оптического-электрического преобразования.
Достижения в области волоконно-оптической связи
Волоконно-оптическая технология — это основа современных систем связи. Общие области применения оптических волокон включают (но не ограничиваются ими): телекоммуникации, оборону, дистанционное зондирование и биомедицину. Достижения в волоконно-оптической технологии заставляют волокна работать не только как пассивные волноводы, но и как среды для модуляции, генерации и управления оптическим излучением.
Существуют две основные технологии, с помощью которых преимущества полупроводниковых материалов используются в волоконной оптике:
Полупроводниковая волоконная оптика — В полупроводниковой волоконно-оптической технологии длинные жилы волокон кварцевого стекла наносятся на полупроводниковые материалы, такие как кремний, германий или другие кристаллические полупроводники.
Электроника на основе планарных микросхем — Планарные микросхемы изготавливаются с использованием литографии и гетерогенно сопряжены с помощью промежуточной оптики и корпуса. Некоторыми примерами функциональных возможностей планарных чипов являются детекторы, усилители, модуляторы и лазеры.
Современные системы связи используют как полупроводниковую оптоволоконную оптику, так и планарные оптоэлектронные устройства на основе микросхем. Конечной целью современных систем связи является интеграция функций планарных оптоэлектронных устройств в волоконно-оптическую инфраструктуру. Достижение технологии «все в оптоволокне» устраняет дискретные, разнородные и дорогие оптоэлектронные устройства из средств связи. Полная интеграция функций, таких как генерация и модуляция оптического излучения, в структуру волокна делает эти системы связи высокоэффективными при меньших затратах.
Полупроводниковая волоконно-оптическая технология
Полупроводниковая волоконно-оптическая технология — это новая технология, которая включает полупроводниковые материалы в стеклянную структуру волокна. Полупроводниковая волоконная оптика привносит оптоэлектронные функции в традиционные оптические волокна. Благодаря интеграции полупроводниковых материалов в волоконно-оптическую платформу окна передачи расширяются, улучшая нелинейные характеристики волокон.
Популярным подходом в технологии полупроводниковых волокон является включение кристаллических и аморфных полупроводниковых материалов в геометрию волокна. Волокна с полупроводниковой сердцевиной являются одним из таких примеров, когда полупроводниковые материалы включены в сердцевину или оболочку оптического волокна. По сравнению с оптическими волокнами полупроводниковая волоконно-оптическая технология устраняет необходимость преобразования электрического сигнала в оптический (и наоборот) на передающем и приемном концах современных систем связи.
Быстрые разработки в области полупроводниковой оптоволоконной технологии революционизируют глобальное представление о передаче данных и сигналов. Полоса пропускания, эффективность и скорость передачи сигналов улучшаются с помощью полупроводниковой волоконно-оптической технологии. Кроме того, снижение затрат является дополнительным бонусом, увеличивающим применение полупроводниковой волоконно-оптической технологии в оптической передаче данных, автомобильной промышленности, искусственном интеллекте, биомедицинских, астрономических и аэрокосмических системах.
Производство полупроводниковых волоконно-оптических кабелей
Наиболее распространенная комбинация материалов в полупроводниковой волоконной оптике представляет собой структуру тонкого волокна в сочетании со стеклянной оболочкой и кристаллической полупроводниковой сердцевиной. Этот тип оптического волокна с полупроводниковой сердцевиной демонстрирует электронные, оптоэлектронные, термоэлектрические и механические свойства, которые отличаются от обычных оптических волокон. Поскольку физические свойства кремнезема и полупроводников различны при высоких температурах, нецелесообразно стягивать материалы вместе в тонкие волокнистые структуры.
Методы изготовления и последующей обработки полупроводниковых оптических волокон влияют на качество, характеристики, оптические потери и размер зерна материалов сердцевины. Существует несколько доступных методов изготовления полупроводниковых волокон, таких как химическое осаждение из паровой фазы под высоким давлением (HPCVD) и вытяжка из расплавленного сердечника (MCD). Наиболее распространенным методом изготовления полупроводниковых оптических волокон является МКД. В методе MCD основной материал находится в жидкой фазе расплава и заключен в стеклянную оболочку. Комбинация сердцевина-оболочка определяется размерами волокна.
Производство полупроводниковой оптики направлено на создание полупроводниковой электроники внутри микроструктурированных оптических волокон. Полупроводниковые волокна, изготовленные из стеклянных полупроводников, значительно снижают затраты, связанные с электрооптическими преобразованиями в оптических сетях. Набор инструментов Cadence может помочь в разработке систем связи на основе полупроводниковых волоконно-оптических кабелей. Cadence предлагает платформу для проектирования, моделирования и анализа полупроводниковых волоконно-оптических систем.

ATTRIBUTE	DETAILS
Study Period	2017	2020
Forecast Period	2021-2028
Historical Period	2017-2019
Ед.2322	S egmentation	Type, Application, Region
By Type (Value)	LED Датчики изображения Инфракрасный компонент Оптопары Лазерный диод
By Application	Residential and Commercial Industrial Automotive Consumer Electronics Telecommunication Healthcare Energy & Power Others (военные, коммунальные и т. д.)
По регионам	Северная Америка (по типу, применению и стране) Европа (по типу, применению и стране) Ближний Восток и Африка (по типу, применению и стране) Южная Америка (по типу, применению и стране)

10.1. Оптические свойства полупроводников

Физика и техника полупроводников

Учредители

Издатель

SPbPU EL — Оптические свойства полупроводников: учебное пособие

Annotation

Document access rights

Table of Contents

Электроны и дырки в полупроводниках

Зонная теория полупроводников

Примеси и дефекты в полупроводниках

Электрические свойства полупроводников

Оптические свойства полупроводников

Полупроводниковые гетеро- и наноструктуры

Топологические изоляторы

Двумерные полупроводниковые кристаллы

Физика органических полупроводников | Открытые видеолекции учебных курсов МГУ

Теория поглощения и испускания света в полупроводниках

Оглавление

Руководство по оптической спектроскопии слоистых полупроводников

Создание полупроводниковых структур в оптическом волокне | Особенности | Август 2006 г.

Оптические свойства и применение полупроводников (твердый переплет)

Об авторе

Размер рынка оптополупроводников, рост и отчет [2021–2028]

ПОСЛЕДНИЕ ТЕНДЕНЦИИ

ДВИЖУЩИЕ ФАКТОРЫ

ОГРАНИЧИВАЮЩИЕ ФАКТОРЫ

Сегментация

По типу анализ:

Анализ приложений

REGIONAL INSIGHTS

КЛЮЧЕВЫЕ ИГРОКИ ОТРАСЛИ

СПИСОК КЛЮЧЕВЫХ КОМПАНИЙ:

КЛЮЧЕВОЕ РАЗВИТИЕ ОТРАСЛИ:

ОБЛАСТЬ ПОКРЫТИЯ ОТЧЕТА

Report Scope & Segmentation

.

Оглавление

Информация о продукте

О редакторе

Hartmut Haug

Рейтинги и обзоры

Semiconductor Волоконная оптика: революция в области связи | Блог Advanced PCB Design

Ключевые выводы

Достижения в области волоконно-оптической связи

Полупроводниковая волоконно-оптическая технология

Производство полупроводниковых волоконно-оптических кабелей

alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики