Статьи

Ученые продемонстрировали экситонный лазер

Опубликовано: 12.10.2018

Создание ультракомпактных фотонных и оптоэлектронных устройств следующего поколения будет невозможно без наличия высокоэффективного миниатюрного источника света, лазера. Ученые из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли разработали и изготовили опытные образцы достаточно уникального источника света - лазера, носителями энергии в котором являются квазичастицы, называемые экситонами, который изготовлен из "плоского" материала, дисульфида вольфрама, помещенного внутрь специального дискового микрорезонатора. И этот лазер за счет необычного принципа его работы способен вырабатывать когерентное излучение в диапазоне видимого света достаточно высокой яркости.

В современном мире нанотехнологий и электроники одними из самых перспективных материалов считаются двухмерные металлические дихалькогениды (transition metal dichalcogenides, TMDC). Приборы, созданные с использованием таких материалов, обладают высокой эффективностью с точки зрения требующейся им для работы энергии, ведь электроны движутся в таких материалах намного быстрее, нежели в традиционном кремнии. В отличие от графена, у TMDC-материалов имеется естественная электронная запрещенная зона, при помощи которой электрическая проводимость материала может быть переключена, при помощи определенного воздействия материал из проводника может превратиться в диэлектрик и наоборот.

Дисульфид вольфрама является одним из самых ярких представителей семейства TMDC-материалов, уникальные свойства которого делают его идеально подходящим для использования в фотонике и оптоэлектронике. Однако, процессы, которые происходят в этом материале при излучении им когерентного света, были не до конца понятны ученым, что сдерживало его практическое применение.

Проводя исследования, группа профессора Сяна Занга (Xiang Zhang), директора Отдела материаловедения лаборатории Лоуренса, создала микрорезонатор на основе "микровпадины, использующей эффект "шепчущей галереи"". Плазмоны, электромагнитные волны, распространяющиеся по поверхности металла, попадают во впадину микрорезонатора и многократно усиливаются, что приводит к увеличению общей эффективности светоизлучающего устройства. Но, создавая новый лазер, исследователи приспособили технологию микрорезонансной впадины для ее работы с экситонами, квазичастицами, состоящими из связанной пары электрон-дырка, которые образуются под воздействием фотонов света.

"Создавая новый экситонный лазер мы осадили на подложку металлическое покрытие и разработали микродисковый резонатор, который использует эффект шепчущей галереи. За счет использования определенных уловок этот эффект проявляется с максимальной эффективностью по отношению к экситнонам, а не к плазмонам, и это дало высокое значение фактора Q с низким расходом энергии" - рассказывает профессор Занг, - "Когда монослой дисульфида вольфрама, являющийся рабочим телом лазера, зажат между двумя диэлектрическими слоями резонатора, мы получаем когерентное излучение, подавая на эту структуру весьма небольшой электрический потенциал".

В дополнение к фотонике и оптоэлектронике, технология плоского экситонного лазера может найти применение еще в одной области - в валлитронике (valleytronic). Технологии из этой области используют передачу и обработку цифровой информации, закодированной в виде импульса вращения электрона, который перемещается через кристаллическую решетку материала, как волна с несколькими энергетическими пиками и минимумами. И сейчас валлитроника рассматривается в качестве альтернативы спинтронике и некоторым видам квантовых вычислений.

Новости

Автобус
Несмотря на продолжающиеся боевые действия, молодые республики не прекращают попыток, что называется, встать с колен и налаживают тесные связи с метрополией. Автобус Донецк Москва в наше время являются

Портативная мотальная машина - моталка для пряжи используется на фабрике и дому
В текстильной промышленности, прежде всего, нужно изготовить для этого материал. А этот вопрос сегодня лучше всего решается с помощью такого замечательного устройства, как портативная мотальная машина

Интернет обменник
В наше продвинутое время многие увидели преимущества в использовании разного рода валют и во всю применяют их в своих денежных расчетах. Конечно, поменять такие деньги как, Bitcoin, Ethereum, Bitcoin

Nuru massage
У древнего искусства массажа много лиц. Мы рады приветствовать вас в нашем массажном салоне nuru massage, который может перевернуть ваше понимание массажа с ног на голову. Нуру массаж существует уже

Линия видеонаблюдение
В наше непросто время телевидение каждый день рапортует о нападениях на дорогие дома и квартиры. Вы уже задумались о своей безопасности и безопасности близких вам людей? Значит пришло время установить

Сода кальцинированная
Не для кого не секрет, что качество водопроводной воды, да и воды из многих природных источников, в наше время оставляет желать лучшего. Но, к счастью, современная наука не стоит на месте. Выдающиеся

Кошелек женский
Динамика современного мира весьма заметна в экономических отношениях и в появившейся сегодня возможности беспрепятственно путешествовать практически по всему миру. Поэтому не стоит, теряя на это драгоценное

Ремонт дома днепр
Действительно, клематис по своим возможностям, наверное, самый удобный цветок для украшения загородного дома: им можно увить весь фасад (поднимается сплошной стеной до высоты 3 метров), его можно пустить

Широкоформатная печать изготовление макетов
Что такое широкоформатная печать в Санкт Петербурге, где она применяется и для чего нужна? Чем различается широкоформатная печать и интерьерная? Несмотря на то, что широкоформатная печать окружает нас

Фотостудия
Тема фотосессий и фотографий имеет очень большой интерес и спрос. По этой самой причине идея открытия фотостудии является более чем актуальной. Однако, как и в любом бизнесе, реализация идеи имеет свои

 

rss