ИСТИНА

В настоящее время кремниевая фотоника стала одним из основных направлений в оптике и электронике. В частности, массива кремниевых нанонитей (КНН), образованных нитями кристаллического кремния (c-Si) диаметром 20-200 нм и длиной 1-200 мкм, являются объектом внимания исследователей. КНН демонстрируют усиление эффективности спонтанного комбинационного рассеяния света, когерентного антистоксова рассеяния света и межзонной фотолюминесценции с кремнии по сравнению с c-Si, а также видимой фотолюминесценции, вызванной возникновением на стенках КНН нанокристаллов кремния. Эти особенности КНН вместе с их чрезвычайно низким (до 1%) полным отражением делают этот материал многообещающим для различных применений в фотонике, фотовольтаике и детектировании молекул. КНН формировались методом химического травления с участием металла с использованием двухстадийного химического процесса: (1) химического осаждения наночастиц серебра на на пластину c-Si, травление макропор с помощью наночастиц серебра, действующих как катализаторы. При необходимости наночастицы серебра могут быть удалены в азотной кислоте. В настоящее время кремниевая фотоника стала одним из основных направлений в оптике и электронике. В частности, массива кремниевых нанонитей (КНН), образованных нитями кристаллического кремния (c-Si) диаметром 20-200 нм и длиной 1-200 мкм, являются объектом внимания исследователей. КНН демонстрируют усиление эффективности спонтанного комбинационного рассеяния света, когерентного антистоксова рассеяния света и межзонной фотолюминесценции с кремнии по сравнению с c-Si, а также видимой фотолюминесценции, вызванной возникновением на стенках КНН нанокристаллов кремния. Эти особенности КНН вместе с их чрезвычайно низким (до 1%) полным отражением делают этот материал многообещающим для различных применений в фотонике, фотовольтаике и детектировании молекул. КНН формировались методом химического травления с участием металла с использованием двухстадийного химического процесса: (1) химического осаждения наночастиц серебра на на пластину c-Si, травление макропор с помощью наночастиц серебра, действующих как катализаторы. При необходимости наночастицы серебра могут быть удалены в азотной кислоте. Эксперименты по комбинационному рассеянию света (КРС) проводились с возбуждением на длинах волн 488, 633 и 1064 нм. Эксперименты по генерации третьей гармоники (ТГ) проводились в геометрии «на отражение » с накачкой излучением лазера на Cr:форстерите (1250 нм, 80 фс, 2 нДж, 80 MГц). Сигналы КУРС в КНН в несколько раз превосходят соответствующие сигналы для их подложки из c-Si даже для КНН длиной в 1.5 мкм. Однако соотношение сигналов КРС для КНН ISiNW и соответствующей подложки Iwafer в сильной степени зависят от размеров КНН, их объемной доли, их упорядоченности и длины волны. Для более упорядоченных массивов КНН отношение ISiNW/Iwafer возрастает с уменьшением длины волны, тогда как для менее упорядоченных оно уменьшается. Как и для КРС, более упорядоченные массивы КНН демонстрируют возрастание сигнала ТГ на порядок по сравнению с c-Si. Риентационные зависимости ТГ для КНН полностью отличны от зависимостей для с-Si. Полученные результаты объясняются одновременным влиянием рассеяния света и его поглощением. Их действие противоположно: первое увеличивает время жизни фотона в среде, тогда как второе – сокращает его. Таким образом, продемонстрирована возможность увеличить эффективность сигналов КРС и ТГ в КНН более чем на порядок по сравнению с c-Si, причем эффективность этих процессов существенно зависит от структуры КНН.