Estas son imágenes ópticas y SEM de la matriz de nanocables InAsyP1-y. Crédito:UNIST
Investigadores del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan, Corea del Sur, y la Universidad de Illinois desarrollaron nanocables de crecimiento heteroepitaxial III-V a gran escala en una oblea de Si.
El equipo de investigación demostró un método novedoso para sintetizar epitaxialmente un nanocable ternario InAsyP1-y estructural y composicionalmente homogéneo y espacialmente uniforme en Si a escala de oblea utilizando deposición de vapor químico orgánico metálico (MOCVD). La alta calidad de los nanocables se refleja en el ancho de pico de rayos X y PL notablemente estrecho y en el factor de idealidad extremadamente bajo en el diodo de nanocable / Si InAsyP1-y.
Un nanoalambre es una nanoestructura con un diámetro del orden de un nanómetro (10-9 metros). Alternativamente, Los nanocables se pueden definir como estructuras que tienen un grosor o diámetro restringido a decenas de nanómetros o menos y una longitud ilimitada. La tecnología relacionada con los nanocables ha sido seleccionada como una de las 10 tecnologías innovadoras de 2004 por MIT Technology Review.
Los semiconductores de alta relación de aspecto han dado lugar a importantes avances en el sector eléctrico convencional, óptico, y dispositivos de recolección de energía. Entre tales estructuras, Los nanocables semiconductores III-V ofrecen propiedades únicas derivadas de su alta movilidad de electrones y coeficientes de absorción, así como sus bandgaps directos.
Una técnica común para crear un nanoalambre es la síntesis de vapor-líquido-sólido (VLS). Este proceso puede producir nanocables cristalinos de algunos materiales semiconductores. Sin embargo, catalizadores metálicos, metales nobles generalmente caros, debe utilizarse para iniciar el mecanismo VLS. Además, Se sabe que estos catalizadores metálicos degradan significativamente la calidad de los nanocables semiconductores al crear niveles profundos, limitando así las aplicaciones prácticas de nanocables en dispositivos optoelectrónicos.
Esta es una caracterización eléctrica de las células solares de heterounión compuestas por una matriz de nanocables n-InAs0.7P0.3 sobre un sustrato p-Si (111). Crédito:UNIST
En este trabajo, sin embargo, El grupo del profesor Choi desarrolló una técnica novedosa para cultivar nanocables semiconductores III-V sin catalizadores metálicos o nano-patrones. Deposición de vapor químico metalorgánico (MOCVD, AIXTRON A200) se utilizó para el crecimiento de InAsyP1-y. Se limpió una oblea de Si (111) de 2 pulgadas con grabado con óxido de tampón durante 1 minuto y agua desionizada (DI) durante 2 segundos. Luego, la oblea se sumergió inmediatamente en una solución de poli-L-lisina (Sigma-Aldrich inc.) durante 3 minutos y luego se enjuagó en agua DI durante 10 segundos. A continuación, se cargó el sustrato de Si en el reactor MOCVD sin ningún retraso. La presión del reactor se redujo a 50 mbar con 15 litros / min de flujo de gas hidrógeno. Luego, el reactor se calentó a temperaturas de crecimiento (570 - 630 ℃), y estabilizado durante 10 minutos.
Kyoung Jin Choi, Profesor asociado en el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST), Corea, y Xiuling Li, Profesor de la Universidad de Illinois, U.S.A. lideró la investigación y esta descripción de la nueva investigación fue publicada en la web el 7 de mayo en ACS Nano . (Título:Producción a escala de obleas de una matriz de nanocables uniforme InAsyP1-y en silicio para integración heterogénea).
"Si desarrollamos una nueva tecnología que gestiona la densidad de los nanocables y la energía de banda prohibida con más estudios, También es posible producir células solares a gran escala de alta eficiencia y bajo costo, ", dijo el profesor Choi." Esta tecnología nos dará la oportunidad de liderar la investigación sobre la nueva energía renovable ".
