Akytojo silicio nanodarinių fizinės savybės, veikiant superaukšto dažnio elektromagnetine spinduliuote

Abstract

Atradus akytąjį silicį (ASi) paaiškėjo, kad daugelyje sričių jo panaudojimas atveria naujas netikėtas galimybes. Viena galimybių panaudoti akytojo silicio gaminius mikrobangų technikoje tiriama JAV. Tiriamas mikrobangų sklidimas ASi sluoksniuose. Parodyta, kad radijo- ir optoelektroninės jungtys iš šios medžiagos yra mažų nuostolių ir tinka panaudojimui tobulinant mobilaus ryšio ir kitą superaukštų dažnių techniką. Sekantis po jungties elementas turėtų būti superaukšto dažnio spinduliuotės jutiklis. Patogiausiai būtų jį gaminti iš tos pačios medžiagos – akytojo silicio. Yra žinomi kristalinio silicio mikrobangų spinduliuotės detektoriai, kurių fizinis veikimo pagrindas – karštųjų krūvininkų efektai. Jutiklių jautris priklauso nuo tam tikrų jo dalių matmenų. Jautris didėja mažinant minėtus matmenis. Akytojo silicio technologija suteikia tą privalumą, kad ją pritaikius ASi kamieno charakteringieji matmenys gali būti sumažinami iki nanometrų dydžio. Pritaikius ASi gamybos technologiją jutikliuose, kuriuose pageidaujama kaip galima mažesnių tam tikrų matmenų, galima tikėtis žymiai padidinti tokių jutiklių jautrį. Papildomų privalumų galima laukti ir iš pasireiškiančio ASi erdvinio kvantinio ribojimo (pagavimo) efekto. Tam, kad galima būtų spręsti apie ASi darinių panaudojimo superaukšto dažnio (SAD) technikoje perspektyvą, aktualu ištirti ASi sluoksnių ir darinių fizines savybes, veikiant juos SAD spinduliuotės lauku. Nei superaukšto dažnio spinduliuotės poveikis ASi savybėms, nei, tuo labiau, ASi SAD spinduliuotės jutikliai iki šiol nebuvo tiriami.

Just after discovery of porous silicon (PSi) there was clarified that its wide application in various fields opens new unexpected possibilities. One of the possibilities of products of porous silicon in microwave (MW) technique is carried out in the USA now. The propagation of MWs in PSi layers is under investigation. It has been shown that radio and optoelectronic connectors made from this material have low losses and can be applied to improve technique of cellular phone communication as well as other high frequency technique. It is obvious that the next element following the connector has to be the sensor of microwave radiation. The most practicable way would be to use porous silicon in the production of it. There are known MW detectors of crystal silicon for operating under the effects of hot charge carriers. Sensitivity of the sensors usually depends on the dimensions of separate parts of it. In general, sensitivity increases while reducing the mentioned above dimensions. The technology of porous silicon presents the advantage since the specific dimensions of PSi stem could be reduced up to the nanometre sizes. After having introduced PSi technology in production of sensors which require certain diminutive dimensions, it is possible to expect significant increase of the sensitivity of such sensors. Additional advantages are expected to be achieved from the quantum confinement effect. To realize promises of application of PSi in MW technique it is of relevance to investigate physical properties of PSi layers and structures under the action of MW radiation. Neither the effect of MWs on the characteristics of PSi nor the MW sensors of PSi haven’t been analysed so far. Research dealing with PSi investigations is closely connected with modern, relevant fields of nanotechnology.