Электролюминесценция при ударной ионизации в гетероструктурах с КЯ HgCdTe/CdHgTe

Название НИОКТР	Электролюминесценция при ударной ионизации в гетероструктурах с КЯ HgCdTe/CdHgTe
Аннотация	Проект посвящён исследованию электролюминесценции среднего ИК-диапазона в многоямных гетероструктурах на основе твёрдых растворов HgCdTe. Запланированные в проекте исследования необходимы для разработки компактных источников излучения среднего ИК-диапазона, cопряжённых с детектором (оптопар). Подобные устройства являются востребованными в ряде прикладных задач, связанных со спектроскопией газов и твердых тел, в частности для мониторинга окружающей среды или медицинской диагностики. В приведённых задачах наиболее важными являются длины волн, лежащие в т.н. окнах прозрачности атмосферы — спектральных диапазонах 3–5 и 8–13 мкм, содержащих линии поглощения многих промышленных и биологических газов. В современных газоанализаторах, работающих по принципу бездирспесионной ИКспектроскопии (NDIR), традиционно используются широкополосные тепловые источники излучения. Широкий спектр излучения низкой интенсивности приводит к невысокой селективности и высоким порогам обнаружения таких газоанализаторов. Альтернативой могут служить относительно узкополосные межзонные полупроводниковые источники (светодиоды и им подобные приборы). Для приведённых спектральных диапазонов требуется использование узкозонных полупроводников, и одним из наиболее перспективных кандидатов являются твёрдые растворы HgCdTe — полупроводник, на основе которого изготавливается подавляющее большинство фотоэлектрических приёмников среднего ИК-диапазона. В гетероструктурах с тонкими квантовыми ямами (КЯ) HgCdTe/CdHgTe за счёт дираковского энергетического спектра подавлена безызлучательная ожерекомбинация. Подавление безызлучательного канала рекомбинации позволяет рассчитывать на слабое снижение интегральной светимости HgCdTe-гетероструктур с ростом температуры и обеспечивает лучшую чувствительность приёмников на основе таких структур в области высоких температур. Кроме того, характерный для двумерного электронного газа резкий край спектра поглощения позволяет реализовать т.н. резонансное детектирование, что улучшает чувствительность приёмника. Научная новизна исследований, предполагающихся к проведению в рамках проекта, обусловлена использованием неапробированных ранее подходов к реализации токового возбуждения в гетероструктурах на основе твердых растворов HgCdTe. Необходимость использования альтернативных подходов к реализации токовой накачки обусловлена использованием гетероструктур с узкими КЯ с высоким содержанием ртути для подавления безызлучательной оже-рекомбинации. Наиболее распространённые методы p-легирования растворов HgCdTe требуютвысокотемпературного отжига в том или ином виде. Однако слабая Hg-Te связь приводит к диффузии атомов Hg в структуре при отжиге, т.е. размытию гетероинтерфейсов и, как следствие, необратимой деградации активной области. Проблема создания p-n перехода в HgCdTe-гетероструктурах с узкими квантовыми ямами до сих пор остаётся нерешённой, и в проекте предлагается исследование электролюминесценции, возникающей при альтернативном способе токовой накачки — ударной ионизации носителей заряда в латеральном электрическом поле. Предполагается провести спектроскопию электролюминесценции и измерение ВАХ в изготовленных структурах с контактами в импульсном режиме с различной длиной импульса токового возбуждения (сотни нс — единицы мкс). Стоит отметить, что были проведены предварительные эксперименты по нанесению металлических контактов на имеющиеся HgCdTe-структуры и предприняты попытки наблюдения межзонной ЭЛ в импульсном режиме в широком температурном диапазоне, увенчавшиеся успехом (см. рис. 1 в п. 4.4). Таким образом, заявленные в проекте исследования являются актуальными, имеют научный задел, а их уровень будет соответствовать мировому или определять последний.
Доступ к ОКОГУ исполнителя	False
Количество связанных РИД	0
Количество завершенных ИКРБС	0
Сумма бюджета	3000.0
Дата начала	2025-09-15
Дата окончания	2027-06-30
Номер контракта	25-72-00160-П
Дата контракта	2025-09-15
Количество отчетов	1
УДК	537.311.322
Количество просмотров	3
Руководитель работы	Уточкин Владимир Васильевич
Руководитель организации	Денисов Григорий Геннадьевич
Исполнитель	ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ ФИЗИКИ ИМ. А.В. ГАПОНОВА-ГРЕХОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК"
Заказчик	Российский научный фонд
Федеральная программа	Отсутствует
Госпрограмма	—
Основание НИОКТР	Грант
Последний статус	2025-09-26 06:50:15 UTC, 2025-09-26 06:50:15 UTC
ОКПД	Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области физики
Отраслевой сегмент	—
Минздрав	—
Межгосударственная целевая программа	—
Ключевые слова	КВАНТОВАЯ ЯМА; ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ; УДАРНАЯ ИОНИЗАЦИЯ; СРЕДНИЙ ИК; ИНФРАКРАСНЫЙ ДИАПАЗОН; КРТ; HgCdTe
Соисполнители	—
Типы НИОКТР	Фундаментальное исследование
Приоритетные направления	—
Критические технологии	—
Рубрикатор	29.31.23 - Люминесценция; 29.19.31 - Полупроводники
OECD	—
OESR	Физика конденсированного состояния (включая физику твердого тела, сверхпроводимость)
Приоритеты научно-технического развития	а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
Регистрационные номера	—