По словам исследователей из США, лазерное текстурирование германиевых поверхностей может позволить создать новое поколение высокоэффективных фотодетекторов, солнечных элементов и электронных эмиттеров.

По аналогии с микроструктурированным кремнием, учёные создали германиевую поверхность, покрытую наношипами, которые придают ей новые свойства. В частности, структурированная поверхность увеличивает эффективность детектора за счёт повышения поглощения света и снижения его отражения.

Для создания такой поверхности авторы работы подвергали куски германиевой подложки воздействию импульсов титан-сапфирового лазера с длиной волны 800-нм и мощностью 1.4 мДж. Импульсы длительностью 130 фс создавались с частотой 1 кГц и «сканировали» поверхность образца. Вся процедура проводилась в атмосфере гексафторида серы – газа с отличными изолирующими и теплопроводными свойствами.

Рис. 1. Наношипы под микроскопом

Исследование поверхности в сканирующем электронном микроскопе показало, что на ней образуются конические структуры с диаметром основания около 5 мкм, высотой 10–15 мкм и с верхушкой диаметром 100 нм. Верхушку можно заострить дальше непродолжительным химическим травлением, за 10 секунд уменьшающим её радиус до 10 нм.

Лидер группы из Университета Вирджинии (University of Virginia) Мул Гупта (Mool Gupta) заявляет, что процесс лазерной обработки поверхности может легко быть автоматизирован. Даже если понадобится использование высоковакуумной техники (например, для контролирования уровня примесей), простая система загрузки образца позволила бы быстро обрабатывать большие объёмы. Сейчас группа пытается лучше понять образование таких наношипов в процессе лазерного текстурирования. Наиболее важными параметрами являются поток лазерного излучения, число лазерных импульсов, давление газа и скорость сканирования образца.

Василий Артюхов