В ФИЦ «Южный научный центр РАН» в Ростове-на-Дону создают новые полупроводниковые материалы, которые могут значительно повысить эффективность современных электронных устройств. Исследования сосредоточены на полупроводниковых твердых растворах с высокой степенью замещения атомов разной электроотрицательностью и ионным радиусом, что открывает новые возможности для оптоэлектроники, ИК-устройств, топологических изоляторов и солнечных элементов. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе РАН.
Как объясняет заведующий лабораторией Александр Пащенко, в 2025–2027 годах основное внимание уделяется материалам с элементами, такими как висмут или азот, в составе соединений групп III-V.
Эти материалы обладают уникальными свойствами, но их выращивание сопряжено с техническими сложностями, поэтому учёные проводят анализ современных проблем и разрабатывают рекомендации для повышения эффективности.
Ведущий научный сотрудник Олег Девицкий отмечает, что полупроводниковые соединения III-N имеют широкий диапазон ширины запрещённой зоны, высокую термостойкость и радиационную устойчивость, что делает их идеальными для космических солнечных батарей. Теоретически такие элементы могут достигать эффективности более 50%, однако на практике этот показатель значительно ниже.
Для преодоления этих трудностей исследователи подготовили обзор, в котором выявлены основные причины снижения эффективности — спонтанная и пьезоэлектрическая поляризация, сложности с p-типом проводимости и высокая плотность дефектов.
В обзоре также представлена «дорожная карта» для улучшения технологий производства, сравниваются различные методы изготовления и обсуждаются возможности их коммерциализации. Эта работа опубликована в журнале Solar Energy Materials and Solar Cells с импакт-фактором 6.3 и служит ориентиром для дальнейших исследований в области III-N полупроводниковых солнечных элементов.
Открыты уникальные кристаллы с анизотропными оптическими свойствами. Уникальность открытия связана с тем, что эффект линейного дихроизма — избирательного поглощения света с разным направлением поляризации — для органических радикалов ранее не описывался.