Показан новый способ изготовления оптоволокна со встроенными полупроводниковыми приборами

CompuLenta, 21 февраля 2012 года, Дмитрий Сафин

Сотрудники Университета штата Пенсильвания (США) и Саутгемптонского университета (Великобритания) показали, как можно создавать полупроводниковые приборы внутри оптоволокна. Первые опыты такого рода, напомним, были проведены в Массачусетском технологическом институте около года назад. Участники тех экспериментов формировали волокно путём вытягивания, предварительно проделав в «толстой» полимерной заготовке небольшие отверстия и вставив в них провода из олова и цинка, покрытые тонким слоем сульфида селена. По мере вытягивания в объёме заготовки появлялись наноразмерные домены селенида цинка, и в результате были получены распределённые по длине волокна полупроводниковые диоды.

Новый метод представляется чуть более простым. Роль заготовки здесь сыграло микроструктурированное оптоволокно с наноразмерными каналами, в которые под давлением закачивался газ, содержащий необходимые элементы — скажем, кремний, германий или платину. При нагревании волокна на внутренних стенках каналов с газом образовывался тонкий слой полупроводникового материала или металла, поверх которого можно было нанести ещё один и создать сложную структуру с переходом.

Оптоволокно со встроенным полупроводниковым фотодетектором (иллюстрация Badding lab, Penn State University).

Действуя подобным образом, учёные изготовили в оптоволокне диоды Шоттки с переходом «металл — полупроводник», выполнявшие функции фотодетекторов. В экспериментах с этими диодами электрический сигнал снимали с помощью металлических электродов, сформированных на отполированном кончике оптоволокна.

Предложенная технология также подходит для нанесения на стенки каналов слоёв составных полупроводников (к примеру, того же селенида цинка). Важнейшим её преимуществом авторы называют то, что она позволяет чётко контролировать уровень легирования осаждаемых полупроводниковых материалов: чтобы получить проводимость n- или p-типа, к исходному газу нужно добавить фосфор или бор.

Полная версия отчёта будет опубликована в журнале Nature Photonics.

Подготовлено по материалам Physicsworld.Com.