Тонкий и переливающийся как пузыри мыла, пористые кремниевые вафли едва походят на материал будущего поколения компьютеров. Но они делают одну вещь, что заурядные кремниевые чипы не могут: Они пылают. Новый процесс для производства пористых кремниевых чипов, описанных в текущем номере Physical Review Letters, мог когда-нибудь позволить к массовым компьютерным схемам продукции, использующим свет, а не электричество, для сообщения.
Когда пористый кремний был обнаружен в 1954, «это было просто любопытство», говорят Дэвид Локвуд, оптический spectroscopist в Национальном исследовательском совете (NRC) в Оттаве, Канада. Тогда в 1990 британский физик Ли Кэнхэм обнаружил, что, из-за необычных квантовых результатов, заканчивающихся, когда электроны ограничены небольшими пространствами в находящейся во власти отверстием вафле, электрический ток делает пористый кремниевый жар ярко-красным. Это открытие побудило исследователей пытаться делать светодиоды (светодиоды) из кремния вместо более редких и более дорогих материалов как арсенид галлия, поиски, наконец преуспевшие в прошлом году.Но прежде чем кремниевые светодиоды могли надеяться конкурировать со стандартными светодиодами, использовавшимися во всем от кроссовок до светофора, инженеры должны были выяснить, как создать точные пористые кремниевые особенности на кремниевой вафле.
Методы гравюры, создающие поры в кремнии, не оставляют свежие края, и получающаяся нечеткость нанесла бы ущерб в основанном на свете компьютере: Это походило бы на попытку потянуть пиксель с банкой окраски распылением.Локвуд, электрохимик Патрик Шмаки из швейцарского федерального Технологического института и специалист по внедрению иона Линден, Эриксон NRC нашел способ заменить краску, могут с щеткой точности. Сначала они ввели дополнительные кремниевые ионы в точные места в кремниевой вафле, разрушив ее кристаллическую решетку.
Затем, они помещают вафлю во фтористоводородную кислоту и управляли потоком через него. Только разрушенные части растворенного кремния, оставляя позади вафлю с желаемым образцом пористого кремния.
«Это – очень хороший, важный результат», говорит Филипп Фоше из Университета Рочестера, произведший первый пористый кремниевый светодиод в прошлом году. Но он говорит, что практические проблемы пористого кремния – это в 10 раз менее эффективно, чем арсенид галлия при преобразовании электронов к фотонам, и это сжигает более быстро – остаются нерешенными. По этим причинам, «Люди в промышленности не полагают, что пористый кремний будет полезен», говорит Локвуд.
Но он отмечает, что дальнейшие трансгрессии могли легко передумать.