Nuovi materiali fotonici stanno diventando fondamentali per la conversione dell'energia, comunicazioni, e percependo, soprattutto perché c'è un desiderio globale di migliorare l'efficienza energetica, e ridurre il consumo di energia elettrica. Come il dottor Can Bayram, professore assistente presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign, Appunti, "Chi non vorrebbe consumare meno elettricità per la stessa qualità di illuminazione?"
Quando il Premio Nobel per la Fisica 2014 è stato assegnato a un trio di ricercatori per aver inventato un nuovo (In)GaN efficiente dal punto di vista energetico, fonte di luce più rispettosa dell'ambiente, questa idea è stata portata alla ribalta e ha ottenuto un riconoscimento più diffuso.
Nei lavori correlati, il team di Innovative COmpound semiconductoR Laboratory (ICOR) guidato dal Prof. Bayram ha pubblicato un documento ben accolto dal titolo "Emissione ultravioletta ad alta efficienza quantistica interna da GaN cubico a transizione di fase integrato su Si(100) nanomodellato". Riccardo Liu, un dottorato di ricerca candidato consigliato dal Prof. Bayram, e le cui principali aree di ricerca sono l'optoelettronica e la nanofotonica, è l'autore principale di questo documento.
Il documento del team e la sua promessa per un nuovo emettitore sono stati recentemente presentati in Semiconduttore composto e Semiconduttori oggi .
I materiali GaN (noti anche come III-nitruri) sono uno dei materiali fotonici più esotici, e nel lavoro del team U of I, indagano su una nuova fase dei materiali al nitruro di gallio:cubica. Utilizzando la tecnologia di nanopattering delle proporzioni, riportano un processo di transizione di fase da esagonale a cubico in GaN, abilitato attraverso il patterning delle proporzioni del substrato di silicio. L'efficienza di emissione del GaN cubico ottimizzato, grazie alla natura priva di polarizzazione del GaN cubico, è misurato in circa il 29%, in netto contrasto con le percentuali generali del 12%, 8%, e 2%, rispettivamente, di GaN esagonale convenzionale su zaffiro, esagonale autoportante GaN, e GaN esagonale su Si.
Bayram commenta che "I nuovi materiali fotonici sono fondamentali nei dispositivi di conversione dell'energia di prossima generazione. GaN-on-Si, abilitato attraverso la tecnologia di transizione di fase, fornisce un efficiente, scalabile, e soluzione ambientale per la fotonica visibile integrata."
