Zuiver silicium geeft eindelijk licht

Het Fraunhofer Institut für Festkörpertechnologie (IFT) in München is het gelukt om een poreuze siliciumschijf te ontwikkelen die licht uitstraalt als er een elektrische spanning over wordt aangelegd, zo meldt het jongste nummer van Der Fraunhofer.

Normaal lukt zoiets alleen wanneer silicium wordt "gedoteerd', dat wil zeggen opzettelijk verontreinigd met atomen van een ander materiaal. Veertig jaar lang heeft men geprobeerd om zuiver silicium zo te manipuleren dat het onder bepaalde omstandigheden licht zou uitstralen, maar dit was erg moeilijk te realiseren.

De doorbraak kwam in september 1990 toen de Britse onderzoeker Leigh T. Canham poreus silicium bestraalde met ultraviolet licht. Waarom poreus silicium wél licht uitstraalt is nog niet duidelijk. Sommigen vermoeden dat dit komt doordat de geleidingsband en de valentieband anders ten opzichte van elkaar liggen dan bij normaal silicium. Het natchemisch proces zou ook een oorzaak kunnen zijn.

Inmiddels wordt overal in de wereld aan licht-emitterend silicium gewerkt. In Nederland bestudeert het NatLab van Philips het fenomeen. In Duitsland zou Siemens al enige successen op dit gebied hebben geboekt. Onderzoekers van de Universiteit van Californië in San Diego hebben een collode oplossing gemaakt waarin deeltjes van het poreuze silicium voorkomen zodat hiervan ultradunne polymeerlagen kunnen worden gemaakt. Het Fraunhofer Institut für Festkörpertechnologie (IFT) is er echter als eerste onderzoekslaboratorium in geslaagd om over silicium dat met behulp van fluorwaterstofzuren en anisotrope etstechnieken poreus is gemaak, een elektrische spanning aan te leggen, waardoor het licht uitstraalt dat met het blote oog makkelijk kan worden waargenomen.

Mocht men erin slagen om de licht-eigenschappen van het silicium te verbeteren, dan lijkt de weg gebaand voor de ontwikkeling van goedkope vlakke beeldschermen en supersnelle opto-elektrische computers, waarbij de informatie "optisch' zou kunnen worden doorgegeven. Poreus silicium zou misschien al op korte termijn het relatief dure galliumarsenide kunnen vervangen, dat nu wordt gebruikt voor de veel toegepaste licht-emitterende dioden (LEDs).