Перспективы коллоидной оптоэлектроники

В современной оптоэлектронике доминирует эпитаксиальный рост планарных полупроводниковых кристаллов и наноструктур в сочетании с фотолитографией. Этот принцип используется при производстве светодиодов, полупроводниковых лазеров, солнечных элементов и фотодетекторов типа ПЗС-матриц в видео- и фотокамерах. В то же время коллоидные наноструктуры, получаемые без применения эпитаксии и вакуумного осаждения, проявляют квантовые размерные эффекты, позволяющие изменять их оптические свойства, которые можно использовать в различных оптоэлектронных устройствах. Коллоидный синтез нанокристаллов полупроводников («квантовые точrи» и нанопластинки), металлов (наноплазмоника) и диэлектриков, структур «ядро-оболочка», а также плотных ансамблей нанокристаллов позволяет создавать различные устройства, при изготовлении которых вакуумное напыление используется только для создания контактов, а эпитаксиальный рост не используется вовсе. Ниже перечислены основные элементы оптоэлектроники и состояние их реализации на основе коллоидных технологий: - оптические фильтры (уже применяются); - лазерные затворы для получения нано- и пикосекундных импульсов в твердотельных лазерах (реализованы для целого ряда лазеров); - люминофоры, включая биометки, преобразователи спектра для белых светодиодов, спектральные конверторы лазерного излучения (начато применение в телевизорах и компьютерных дисплеях, в дисплеях ай-падов и мобильных телефонов); - светодиоды (продемонстрирована принципиальная возможность); - лазеры с оптической накачкой (продемонстрирована принципиальная возможность); - электрооптические модуляторы (на стадии лабораторных исследований); - солнечные элементы (на стадии лабораторных исследований). - фототранзисторы (на стадии лабораторных исследований). Анализ состояния исследований в этой области позволяет говорить о рождении новой технологической платформы в оптоэлектронике, которая сможет в отдельных приложениях замещать традиционные эпитаксиальные технологии.