Пьезо-фототронный эффект в вюрцитной фазе нановискеров из GaAs

Полупроводниковые нановискеры активно исследуются научными группами по всему миру ввидуих перспективности для применений в гибких эффективных детекторах, транзисторах, фотодиодах,солнечных панелях и низкоразмерных экологичных генераторах тока. Одним из наиболеевостребованных материалов для приложений фотоники является GaAs, так как это прямозонныйполупроводник со значением ширины запрещённой зоны (1.4 эВ), оптимальным длявысокоэффективного светопоглощения видимого солнечного излучения на нашей планете.На нынешнем уровне развития технологии производства солнечных панелей, декорированныхквазиодномерными наноструктурами (вискерами) из GaAs, было достигнуто КПД 15.3% [1] сперспективой его дальнейшего увеличения. Повышение эффективности основано на оптимизациидиаметра и регулярности расположения вертикальных наноструктур согласно расчётам поэффективности в модели энергетического баланса Шокли-Квайссера и оптимизации запутыванияфотонов в массиве нанопроводов. Вместе с этим, благодаря чрезвычайной работоспособности группыЖ.Л.Ванга из Университета Джорджии, активно развивается направление пьезотроники.Лабораторные прототипы его пьезотронных наногенераторов тока с автономным питанием нанановискерах ZnO и CdS получили широкое признание как одна из прорывных идей в современныхнанотехнологиях. Стоит отметить, что использование полупроводников, которые могут повышатьконцентрацию носителей при облучении светом является новым направлением пьезо-фототроники[2].Нами была обнаружена генерация тока ввюрцитной фазе единичных вискеров GaAs [3].Вюрцитный GaAs чрезвычайно привлекателентем, что объединяет оптимальное значениеширины запрещённой зоны снецентросимметричной структурой кристалла,которая обусловливает наличие пьезоэффекта.Экспериментальный результат был достигнут намассиве вертикальных нановискеров с помощьюпроводящего АСМ зонда и аккуратно проведённоймикроскопии в режиме постоянной высоты.Моделирование свойств вюрцитной фазы GaAs и других материалов позволило выстроить общуюпроцедуру исследования. Обнаруженный феномен усиления тока при засвечиваниидеформированных вискеров из вюрцитной фазы GaAs может привести к использованию этогоматериала в пьезо-фототронных генераторах тока ввиду комбинации подходов фотоники ипьезоэффекта. В докладе будет сообщено об эксперименте, проведённом нами на сканирующемзондовом микроскопе, и описан феномен пьезо-фототронной генерации тока.