Le mécanisme de croissance et la détection infrarouge rapide à 1550 nm des nanofils ternaires monocristallins In0.28Ga0.72Sb Crédit :HAN Ning
Des scientifiques chinois ont synthétisé de nouveaux nanofils avec une mobilité élevée des porteurs et une réponse rapide à la lumière infrarouge (IR), ce qui pourrait aider à la communication à haute vitesse. Leurs conclusions ont été publiées dans Communication Nature le 10 avril.
Des communications optiques efficaces nécessitent 1550 nm IR, qui est reçu et converti en un signal électrique pour le traitement informatique. Une conversion lumière-électrique rapide est donc essentielle pour les communications à grande vitesse. Selon la théorie quantique, 1550 nm IR a une énergie de ~ 0,8 eV, et ne peut être détecté que par des semi-conducteurs avec des bandes interdites inférieures à 0,8 eV, tels que le germanium (0,66 eV) et les matériaux composites III-V tels que InxGa1-xAs (0,35 à 1,42 eV) et InxGa1-xSb (0,17-0,73 eV). Cependant, ces matériaux ont généralement d'énormes défauts cristallins, qui provoquent une dégradation substantielle des performances de photoréponse.
Des scientifiques de l'Institut de génie des procédés (IPE) de l'Académie chinoise des sciences, City University of Hong Kong (CityU) et leurs collaborateurs ont synthétisé des nanofils ternaires In0.28Ga0.72Sb hautement cristallins pour démontrer une mobilité élevée des porteurs et une réponse IR rapide.
Dans cette étude, les nanofils In0.28Ga0.72Sb (bandgap 0,69 eV) ont montré une haute réactivité de 6000 A/W à l'IR avec des temps de réponse et de décroissance élevés de 0,038 ms et 0,053 ms, respectivement, qui sont parmi les meilleurs moments jusqu'à présent. La vitesse de réponse IR rapide peut être attribuée aux défauts cristallins minimisés, comme l'illustre également une grande mobilité des trous jusqu'à 200 cm2/Vs, selon le professeur Johnny C. Ho de CityU.
Le défaut cristallin minimisé est obtenu par une "technologie d'épitaxie catalytique" d'abord établie par le groupe de Ho. Brièvement, les nanofils du composé III-V sont développés catalytiquement par un catalyseur métallique tel que l'or, nickel, etc.
"Ces nanoparticules de catalyseur jouent un rôle clé dans la croissance des nanofils car les nanofils sont synthétisés couche par couche avec des atomes bien alignés avec ceux du catalyseur, " dit HAN Ning, professeur à l'IPE et auteur principal de l'article.
