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

Сделать е-Визу в Украину
Россия введет визовый режим с соседними странами, откуда идут основные миграционные потоки, чтобы « чтобы россияне могли свободно перемещаться в Европейский союз» , пишет РБК-Украина. Об

Вейп
Настя уже и сама поняла, во что угодила, и в которой раз доказала, что все обвинения в «проектности» в ее адрес абсолютно беспочвенны. Будь она таковой, девушка сумела бы обернуть эти обстоятельства в

Электромонтажные работы
Электрическая сеть является одной из самых главных составляющих любого жилища. Без нее сегодня трудно представить нашу жизнь, будь то в загородном доме, офисе или квартире. С другой стороны, все мы настолько

Cloud token wallet
Выбор хорошей автосигнализации на elmir.ua сродни выбору хорошего автомобиля. Можно сэкономить, можно задаться целью обхитрить всех, включая себя самого, а можно сделать выбор и приобрести реальную вещь

Repair imac cancun
Про холостые патроны наверняка слышал каждый. С этим понятием связаны самые различные устоявшиеся выражения (выстрелил вхолостую и тому подобное) – и подразумевают они все какое-либо действие без

Как организовать доставку товаров интернет магазина
Стремительное внедрение чрезвычайно эффективных судьбоносных реформ во всех областях жизнедеятельности общества обеспечивает неуклонный рост благосостояния народонаселения и потребления разного рода

Белое домашнее вино
Вопросом, как правильно крутить руль авто, должен быть озабочен каждый начинающий автомобилист. Именно первые уроки, которые получает автомобилист в процессе обучения являются самыми важными, определяющими

Стопзвук
Стремительный и неуклонный рост доходов населения привел к тому, что сегодня многие люди стали предъявлять повышенные требования к качеству жизни. Одним из ключевых факторов качества жизни - это звукоизоляция.

Topicrem
За пределами мира комиксов о Росомахе, Саблезубом и Невероятном Халке, не существует магии исцеления. Если мы получаем оплеуху, шило в живот или выстрел в ногу, то нам приходится долго заштопывать себя,

Контакти в
В гараже на окраине Стерлитамака живет человек, о котором 10 лет назад знал весь город. Тагир Зарипов был героем местных СМИ. Рано утром 23 июня 2008 года он спас 15 человек из маршрутного автобуса. Сейчас

 

rss