Кремнієвий фотонний випромінювач ІЧ діапазону

Автор(и)

  • Сергей Васильевич Чирчик Київська державна академія декоративно-прикладного мистецтва і дизайну ім. Михайла Бойчука, Україна https://orcid.org/0000-0002-0158-5253

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347020110059

Ключові слова:

монокристалічний кремній, фотонний випромінювач ІЧ діапазону, просвітлююче покриття

Анотація

У роботі запропоновано підхід по створенню високоякісних дешевих випромінювачів на середній (MW) і дальній (LW) інфрачервоний (ІЧ) діапазони спектру. Запропоновано фотонний випромінювач ІЧ діапазону на основі процесу перетворення світла з області фундаментального поглинання напівпровідником в інфрачервоне (light down-conversion). Ефективність такого перетворення не залежить від квантового виходу міжзонної рекомбінації, зростає при збільшенні температури випромінювача, та має оптичне керування. Пристрій має велику робочу площу поверхні зі спектральними характеристиками, що не залежать від ширини забороненої зони напівпровідника. Наведено розрахункові і експериментальні залежні потужності кремнієвого фотонного випромінювача в діапазонах 3–5 мкм і 8–12 мкм від температури та інтенсивності збуджуючого випромінювання. Приведено порівняння параметрів відомих і запропонованого випромінювача та технологічний опис приладу.

Біографія автора

Сергей Васильевич Чирчик, Київська державна академія декоративно-прикладного мистецтва і дизайну ім. Михайла Бойчука

S. V. Chyrchyk

Посилання

N. Schäfer, J. Scheuermann, R. Weih, J. Koeth, S. Höfling, “High efficiency mid-infrared interband cascade leds grown on low absorbing substrates emitting >5 mW of output power,” Opt. Eng., vol. 58, no. 11, p. 1, 2019, doi: https://doi.org/10.1117/1.OE.58.11.117106.

Н. Д. Ильинская et al., “Фотодиоды на основе inassbp для длин волн 2.6-2.8 mum,” Журнал технической физики, vol. 88, no. 2, p. 234, 2018, doi: https://doi.org/10.21883/JTF.2018.02.45414.2371.

М. П. Михайлова, К. Д. Моисеев, Ю. П. Яковлев, “Открытие полупроводников aiiibv: физические свойства и применение (обзор),” Физика и техника полупроводников, vol. 53, no. 3, p. 291, 2019, doi: https://doi.org/10.21883/FTP.2019.03.47278.8998.

V. K. Malyutenko et al., “Current crowding in INASSB light-emitting diodes,” Appl. Phys. Lett., vol. 79, no. 25, pp. 4228–4230, 2001, doi: https://doi.org/10.1063/1.1424065.

O. M. Williams, “Dynamic infrared scene projection: a review,” Infrared Phys. Technol., vol. 39, no. 7, pp. 473–486, 1998, doi: https://doi.org/10.1016/S1350-4495(98)00041-3.

V. K. Malyutenko et al., “Synthetic ir signature control using emissivity enhancement techniques,” in Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 2004, vol. 5408, p. 118, doi: https://doi.org/10.1117/12.537758.

V. K. Malyutenko, V. V. Bogatyrenko, O. Y. Malyutenko, S. V. Chyrchyk, “Si infrared pixelless photonic emitter,” in Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 2005, vol. 5957, p. 59570D, doi: https://doi.org/10.1117/12.622104.

V. K. Malyutenko, “Si photonics expands to mid-wave and long-wave infrared: the fundamentals and applications,” in Silicon Photonics XI, 2016, vol. 9752, p. 97521D, doi: https://doi.org/10.1117/12.2208125.

С. В. Чирчик, “Экспресс-метод определения рекомбинационных параметров в технологических пластинах кремния,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 55, no. 3, pp. 43–47, 2012, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347012030053.

О. В. Вакуленко, М. П. Лисиця, “Дослідження інфрачервоного поглинання в кремнії при високих температурах,” Украинский физический журнал, vol. 9, no. 12, pp. 1300–1305, 1964.

М. П. Лисица, В. Н. Малинко, Е. В. Пидлисный, Г. Г. Цебуля, “Поглощение света свободными носителями в кремнии при высоких температурах с учетом приповерхностных эффектов,” Украинский физический журнал, vol. 14, no. 11, pp. 1915–1917, 1969.

А. И. Ансельм, Введение в Теорию Полупроводников: Учебное Пособие, 4th ed. Санкт-Петербург: Лань, 2017.

K. Rajkanan, R. Singh, J. Shewchun, “Absorption coefficient of silicon for solar cell calculations,” Solid-State Electron., vol. 22, no. 9, pp. 793–795, 1979, doi: https://doi.org/10.1016/0038-1101(79)90128-X.

H. R. Philipp, E. A. Taft, “Optical constants of silicon in the region 1 to 10 eV,” Phys. Rev., vol. 120, no. 1, pp. 37–38, 1960, doi: https://doi.org/10.1103/PhysRev.120.37.

F. A. Johnson, “Lattice bands in diamond and zinc blende crystals,” in Progress in Semiconductors. Volume 9, London: Heywood, 1965, p. 235.

Р. Смит, Полупроводники, 2nd ed. Москва: Мир, 1982.

В. И. Старосельский, Физика Полупроводниковых Приборов Микроэлектроники. Москва: Юрайт, 2019.

R. M. Robinson, J. Oleson, L. Rubin, S. W. McHugh, “MIRAGE: system overview and status,” in Technologies for Synthetic Environments: Hardware-in-the-Loop Testing V, 2000, vol. 4027, pp. 387–398, doi: https://doi.org/10.1117/12.391708.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-29

Як цитувати

Чирчик, С. В. (2020). Кремнієвий фотонний випромінювач ІЧ діапазону. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 63(11), 705–714. https://doi.org/10.20535/S0021347020110059

Номер

Том 63 № 11 (2020)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.