Kinesiska forskare har syntetiserat nya nanotrådar med hög bärarmobilitet och snabb IR -respons (IR), vilket kan hjälpa till med snabb kommunikation. Deras resultat publicerades i Naturkommunikation den 10 april.

Effektiv optisk kommunikation kräver 1550 nm IR, som tas emot och omvandlas till en elektrisk signal för datorbehandling. Snabb ljus-till-elektrisk omvandling är därför avgörande för höghastighetskommunikation. Enligt kvantteorin, 1550 nm IR har energi på ~ 0,8 eV, och kan bara detekteras av halvledare med bandgap lägre än 0,8 eV, såsom germanium (0,66 eV) och III-V sammansatta material såsom InxGa1-xAs (0,35-1,42 eV) och InxGa1-xSb (0,17-0,73 eV). Dock, dessa material har vanligtvis stora kristalldefekter, som orsakar betydande försämring av fotoresponsprestanda.

Forskare från Institute of Process Engineering (IPE) vid Chinese Academy of Sciences, City University of Hong Kong (CityU) och deras medarbetare syntetiserade mycket kristallina ternära In0.28Ga0.72Sb nanotrådar för att visa hög mobilitet och snabb IR -respons.

I den här studien, In0.28Ga0.72Sb nanotrådarna (bandgap 0.69 eV) visade en hög respons på 6000 A/W mot IR med hög respons- och sönderfallstid på 0.038ms och 0.053ms, respektive, som är några av de bästa tiderna hittills. Den snabba IR -svarshastigheten kan tillskrivas de minimerade kristalldefekterna, som också illustreras av en höghålsrörlighet på upp till 200 cm2/Vs, enligt professor Johnny C. Ho från CityU.

Den minimerade kristalldefekten uppnås med en "katalysatorepitaxiteknik" som först etablerades av Ho's -gruppen. I korthet, III-V-sammansatta nanotrådar odlas katalytiskt av en metallkatalysator såsom guld, nickel, etc.

"Dessa katalysator -nanopartiklar spelar en nyckelroll i nanotrådstillväxten eftersom nanotrådarna syntetiseras lager för lager med atomerna väl anpassade till de i katalysatorn, "sa HAN Ning, en professor vid IPE och seniorförfattare till tidningen.