Эрбий в кремнии

Перекрытие основной полосы люминесценции иона эрбия с окном оптической передачи с низкими потерями в волоконных световодах из кварцевого стекла, а также стремление интегрировать фотонику и кремниевую технологию вызвали значительный интерес к легированию кремния эрбием для создания кремниевого источника оптического излучения. Кремний является малопригодным фотонным материалом из-за чрезвычайно короткого времени безызлучательной жизни и непрямой запрещённой зоны, однако предполагалось, что внедрение оптически активных ионов эрбия в кремний позволит разработать кремниевые источники света, совместимые как с технологией комплементарных структур металл–оксид–полупроводник (CMOS), так и с волоконно-оптическими системами связи. За несколько лет исследований был выполнен широкий спектр экспериментальных работ, посвящённых методам получения материалов и их оптическим, физическим и электрическим свойствам, наряду со значительным объёмом теоретических исследований положения иона эрбия в кремнии, а также процессов активации и дезактивации. В статье рассматривается современное состояние этой по-прежнему активно развивающейся области, обобщаются результаты исследований, проведённых за последние несколько лет, и обозначаются перспективы дальнейшего развития с учётом возможностей успешной фотонной интеграции эрбия и кремния.