Controle da fotoluminescência com nanofotônica de silício para melhores dispositivos
p Estudos de Okuno e colegas sugerem que os nanocristais são responsáveis pela fotoluminescência vermelha em nanofios de silício. Imagens de microscopia eletrônica de transmissão mostram um nanofio de silício (a), um zoom na interface entre o núcleo cristalino de silício (seta) e o óxido de silício circundante na parte do meio do nanofio em (b) e um zoom na extremidade superior (c) e (d). O círculo em (c) mostra um exemplo de nanocristais de silício.
p Os nanofios de silício têm um grande potencial na futura eletrônica de alto desempenho, sensores e dispositivos de energia. A fotoluminescência vermelha foi relatada em nanofios de silício, mas, para muitos aplicativos, isso prejudica o desempenho do dispositivo. Como Tsuyoshi Okuno da University of Electro-Communications e seus colegas apontaram em um relatório recente, "Embora o mecanismo de fotoluminescência seja frequentemente discutido, a condição da aparência e a ausência da fotoluminescência vermelha raramente são relatadas. " p Okuno e seus colegas fabricaram matrizes de nanofios de silício por corrosão química assistida por metal, uma abordagem simples e econômica. Eles depositaram nanopartículas de metal em um wafer de silício e nanofios gravados usando H2O2 aquoso. Embora os pesquisadores não tenham um controle preciso sobre a morfologia dos nanofios, eles observaram que concentrações mais altas de H2O2 levaram a nanofios mais grossos. Estudos de fotoluminescência não revelaram uma ligação entre fotoluminescência e diâmetro ou comprimento do nanofio sozinho, mas os nanofios de baixa razão de aspecto exibiram fotoluminescência vermelha.
p Outras observações da morfologia identificaram nanocristais de silício nas extremidades do nanofio, o que foi corroborado por estudos Raman de nanofios únicos. Esses nanocristais desaparecem no recozimento, assim como a fotoluminescência vermelha.
p Os pesquisadores atribuem a fotoluminescência vermelha aos estados defeituosos entre os nanocristais e o óxido circundante, e transições excitônicas. Como os pesquisadores concluem em seu relatório, "Esses resultados de matrizes de nanofios de Si são considerados úteis para futuras aplicações optoeletrônicas e fotovoltaicas."