Mια διεθνής ομάδα ερευνητών με επικεφαλής ερευνητές από το Πανεπιστήμιο ITMO ανακοίνωσε την ανάπτυξη του πιο συμπαγούς λέιζερ ημιαγωγών στον κόσμο που λειτουργεί σε ορατό εύρος σε θερμοκρασία δωματίου. Σύμφωνα με τους συγγραφείς της έρευνας, το λέιζερ είναι ένα νανοσωματίδιο μεγέθους μόνο 310 νανομέτρων (που είναι 3.000 φορές μικρότερο από ένα χιλιοστόμετρο) που μπορεί να παράγει πράσινο συνεκτικό φως σε θερμοκρασία δωματίου. Το ερευνητικό άρθρο δημοσιεύθηκε στο ACS Nano.
Φέτος, η διεθνής κοινότητα οπτικών φυσικών γιορτάζει την επέτειο ενός ορόσημου: 60 χρόνια πριν, στα μέσα Μαΐου, ο αμερικανός φυσικός Θεόδωρος Μάιμαν επέδειξε τη λειτουργία της πρώτης οπτικής κβαντικής γεννήτριας – ενός λέιζερ. Τώρα, εξήντα χρόνια αργότερα, μια διεθνής ομάδα επιστημόνων δημοσίευσε ένα έργο όπου παρουσίασαν πειραματικά το πιο συμπαγές λέιζερ ημιαγωγών στον κόσμο που λειτουργεί στην ορατή περιοχή σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτό σημαίνει ότι το συνεκτικό πράσινο φως που παράγει μπορεί να καταχωρηθεί εύκολα και ακόμη και να το δει με γυμνό μάτι χρησιμοποιώντας ένα τυπικό οπτικό μικροσκόπιο.
Αξίζει να σημειωθεί ότι οι επιστήμονες κατάφεραν να κατακτήσουν το πράσινο μέρος της ορατής ζώνης που θεωρήθηκε προβληματικό για τους νανολαίρες. «Στο σύγχρονο πεδίο των ημιαγωγών εκπομπής φωτός, υπάρχει το πρόβλημα του« πράσινου χάσματος »», λέει ο Σεργκέι Μακάροφ, κύριος ερευνητής του άρθρου και καθηγητής στη Σχολή Φυσικής και Μηχανικής του Πανεπιστημίου ITMO. «Το πράσινο διάκενο σημαίνει ότι η κβαντική απόδοση των συμβατικών υλικών ημιαγωγών που χρησιμοποιούνται για διόδους εκπομπής φωτός μειώνεται δραματικά στο πράσινο μέρος του φάσματος. Αυτό το πρόβλημα περιπλέκει την ανάπτυξη νανοσφαιριστών θερμοκρασίας δωματίου από συμβατικά υλικά ημιαγωγών. ”
Μια διεπιστημονική ομάδα ερευνητών από την Αγία Πετρούπολη επέλεξε το υπεροβσκίτη αλογονιδίου ως υλικό για τους νανολαίρες τους. Ένα παραδοσιακό λέιζερ αποτελείται από δύο βασικά στοιχεία – ένα ενεργό μέσο που επιτρέπει την παραγωγή συνεκτικών διεγερμένων εκπομπών και έναν οπτικό συντονιστή που βοηθά στον περιορισμό της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας στο εσωτερικό για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ο περοβσκίτης μπορεί να παρέχει και τις δύο αυτές ιδιότητες: ένα νανοσωματίδιο συγκεκριμένου σχήματος μπορεί να δράσει τόσο ως το ενεργό μέσο όσο και ως ο αποτελεσματικός συντονιστής.
Ως αποτέλεσμα, οι επιστήμονες κατάφεραν να κατασκευάσουν ένα σωματίδιο κυβικού σχήματος μεγέθους 310 νανομέτρων, το οποίο μπορεί να παράγει ακτινοβολία λέιζερ σε θερμοκρασία δωματίου όταν φωτοεγγραφεί από παλμό λέιζερ femtosecond.
