В результате экспериментальных исследований инженеры Калифорнийского университета (г. Сан-Диего, США) получили полупроводниковый материал, который поможет существенно понизить стоимость светоизлучающих диодов (LED). Новый материал может составить серьезную концию широко распространенному для производства LED нитрида галлия.

Как известно, далеко не всякие полупроводниковые материалы могут использоваться для получения светодиодов. Первые попытки получения светодиодов на основе оксида цинка, легированного донорными и акцепторными примесями, появились сравнительно давно. Однако многие полученные таким образом диоды вообще не люминесцировали, хотя нелегированные пленки ZnO имеют обычно хорошую ультрафиолетовую фотолюминесценцию в области связанных экситонов. Поэтому необходимо выбирать легирующую примесь таким образом, чтобы она не только давала необходимую величину и тип проводимости, но и не ухудшала спектр свечения и прозрачность оксида цинка.

Стоить отметить, что ZnO практически всегда обнаруживает проводимость n-типа (это используют при создании так называемых «нанотрубок ZnO n-типа»). А вот с дырочной проводимостью все гораздо сложнее. Многие ученые задавались целью определения оптимальных легирующих элементов и способа их введения в состав ZnO для получения проводимости p-типа. И вот, наконец, ученым из Сан-Диего удалось синтезировать цилиндрические наноструктуры ZnO, которые способны переносить носители позитивного заряда и при этом практически не ухудшают спектр свечения и прозрачность оксида цинка.

Для получения нанотрубок p-типа, инженеры легировали оксид цинка фосфором, используя химическое осаждение из паровой фазы, что является гораздо более дешевым методом, чем химическое газофазное осаждение из элементоорганических соединений (известное как MOCVD, metal organic chemical vapor deposition), часто используемое для производства LED-диодов на основе нитрида галлия. Таким образом, новая разработка может привести к значительному удешевлению производства светодиодов. Кроме снижения стоимости, еще одним плюсом является повышение эффективности цинк оксидных светодиодов.

Новое открытие позитивно скажется не только на производстве светоизлучающих диодов. Согласно исследователям, комплементарные пары полупроводниковых нанотрубок p- и n-типа также могут пригодиться, к примеру, для создания транзисторов, в области спинтроники, ультрафиолетовых детекторах, наногенераторах, световой микроскопии и др.

3DNews