Ruski znanstvenici otkrili učinke poluvodiča za koje se smatralo da nisu mogući

"U slučaju silicija i germanija za to su potrebne krajnje niske temperature (ispod 120 Kelvina), što dovodi u pitanje vrijednost ovog učinka, ali u materijalima kao što su dijamant ili galijev nitrid on se javlja čak i na sobnoj temperaturi. To znači da se ovaj učinak može koristiti u pravljenju uređaja za masovno tržište", rekao je Dmitrij Fedjanjin, suradnik Moskovskog fizičko-tehničkog državnog instituta (MFTI).

Njegova ekipa već nekoliko godina radi na stvaranju novih izvora čestica svjetlosti. Ovi znanstvenici proučavaju egzotične materijale koji se praktički ne primjenjuju u pravljenju LED žarulja i drugih izvora svjetlosti i u principu se ne koriste, piše RIA Novosti.

Nedavno je Fedjanjin sa svojim kolegom Igorem Hramcovom otkrio još jedan učinak, zahvaljujući kojem dijamant može postati jedan od najperspektivnijih materijala u pravljenju jeftinih i kompaktnih ili veoma moćnih poluvodičkih lasera.

Kako je priopćeno, dijamanti i drugi "čisti" poluvodiči nisu mogli biti korišteni u proizvodnji lasera i LED žarulja jer u njima nema mnogo elektrona i "rupa" (tj. područja s pozitivnim punjenjem čija interakcija stvara čestice svjetlosti). Međutim, još su prije pedesetak godina sovjetski fizičari zajedno s njemačkim kolegama riješili taj problem, dokazavši da se mogu koristiti različite vrste materijala, nešto poput "sendviča" od različitih poluvodiča sa specijalno odabranim svojstvima. Interakcija poluvodiča rezultira time što se u centru "sendviča" ili na granicama između njegovih slojeva višestruko uvećava koncentracija jedne vrste nositelja punjenja.

Kasnije je ovaj fenomen dobio naziv superinjekcija. Danas se on dosta koristi u stvaranju poluvodičkih lasera koji se primjenjuju u sklapanju svih suvremenih elektronskih uređaja. Znanstvenici su smatrali da se on može pojaviti samo u interakciji poluvodiča različitog sastava.

Zbog toga znanstvenici nisu mogli napraviti moćne lasere od čvrstog materijala na bazi "čistog" silicija ili drugih materijala koji se koriste u "ispisu" mikroshema. Međutim, stručnjaci iz Rusije su dokazali suprotno, predvidjevši ponašanje elektrona i "rupa" unutar "sendviča" od dijamantnih ploča zasićenih različitim vrstama primjesa.

Ogledi su pokazali da se u konstrukciji s dovoljno velikim brojem slojeva javlja učinak koji je ekvivalentan superinjekciji. To omogućuje da koncentracija elektrona unutar "sendviča" bude otprilike 10 000 puta veća nego što se ranije smatralo mogućim. Pored toga, dijamanti su otprilike 100 puta učinkovitiji od "običnih" višeslojnih lasera i LED žarulja.

Informativna služba MFTI-ja je priopćila da se zahvaljujući ovom otkriću mogu praviti ultraljubičaste LED žarulje koje sijaju nekoliko tisuća puta jače nego što je predviđeno izračunima. One se mogu praviti od dijamanata, ali i od drugih supravodiča sa sličnim svojstvima. Zahvaljujući toj okolnosti LED žarulje će biti jeftinije i jače.