Протестирован лазер на гетероструктуре германий-олова с электрической накачкой

N+1Наука

Физики разработали лазер на гетероструктуре германий-олова с электрической накачкой

Оксана Борзенкова

Shui-Qing Yu et al./ Optica, 2020

Физики разработали и протестировали лазер на гетероструктуре германий-олова с электрической накачкой. Ширина самого узкого пика генерации составила 0,13 нанометра, а порог генерации — 598 ампер на квадратный сантиметр при температуре 10 кельвин. Сплав германий-олово хорошо совместим с кремниевой технологией и поэтому такой полупроводниковый лазер может стать отличным интегральным источником света. Статья опубликована в журнале Optica.

Любой лазер состоит из трех основных частей: накачки, активной среды и резонатора. Накачка служит источником энергии — она может быть электрической, химической, тепловой или световой. Эта энергия необходима атомам активной среды для того, чтобы перейти в возбужденное состояние и после релаксации испустить фотоны. Резонатор в простейшем случае представляет собой два зеркала и позволяет фотонам много раз пролететь через активную среду и заставить другие атомы тоже испустить фотоны. Одно из зеркал резонатора делается частично прозрачным, чтобы излучение лазера могло покинуть резонатор.

Если активная среда лазера — полупроводник, то такой источник излучения можно накачивать электрическим током. При подаче напряжения электроны и дырки полупроводника приходят в движение. Они встречаются в активной зоне и могут объединиться (рекомбинировать) с испусканием фотона. Чем больше электронов и дырок находится в активной зоне, тем вероятнее они будут рекомбинировать и тем чаще будут излучаться фотоны. Чтобы накапливать электроны и дырки, активная зона должна представлять собой подобие ямы — частицы сваливаются в нее, а выбраться обратно не могут. Создание структуры с такой активной зоной может в разы увеличить эффективность полупроводниковых лазеров.

В 2016 году группа ученых под руководством профессора Шуй-Цин Юй (Shui-Qing Yu) из университета Арканзаса продемонстрировала миниатюрный полупроводниковый лазер с оптической накачкой. В качестве активной зоны физики использовали гетероструктуру из гемания и сплава германия с оловом. В новой работе физики решили упростить схему и увеличить эффективность генерации излучения. Для этого они использовали электрическую накачку и модифицировали активную среду.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

В Белизе обнаружили гробницу майяского правителя В Белизе обнаружили гробницу майяского правителя

Что археологи обнаружили в царском захоронении древних майя

N+1
Наш Матроскин Наш Матроскин

Вспоминаем самые интересные факты из биографии Олега Табакова

Лиза
Та еще задачка: сколько лет Вселенной и как ученые это вычислили Та еще задачка: сколько лет Вселенной и как ученые это вычислили

Хитрые ученые даже вычислили возраст самой Вселенной! Но как им это удалось?

ТехИнсайдер
«Физика повседневности. От мыльных пузырей до квантовых технологий» «Физика повседневности. От мыльных пузырей до квантовых технологий»

История изучения гелия и его необычные свойства

N+1
Кетчуп и зубная щетка: неожиданные вещи, которые изобрели китайцы Кетчуп и зубная щетка: неожиданные вещи, которые изобрели китайцы

На самом деле китайцы изобрели множество привычных нам вещей

ТехИнсайдер
Каменные джунгли Каменные джунгли

Мальдивцы стараются спасти свои леса от глобального потепления, сажая кораллы

Вокруг света
Бункер Судного дня: комплекс воздушно-космической обороны США, спрятанный в горе Бункер Судного дня: комплекс воздушно-космической обороны США, спрятанный в горе

К строительству бункера в горе Шайенн власти США подтолкнул Советский союз

Maxim
Что такое рафтинг? Плюсы и минусы сплавов по горным рекам Что такое рафтинг? Плюсы и минусы сплавов по горным рекам

Как и где заняться рафтингом, и о чем стоит знать заранее новичкам?

Playboy
10 машин с очень большим пробегом, которые можно смело покупать 10 машин с очень большим пробегом, которые можно смело покупать

Модели недавного прошлого, над которыми почти не властно время

РБК
Неизбежный крах Неизбежный крах

Почему автопром не переживет массового распространения электромобилей

Forbes
Дистанционка: быть или не быть Дистанционка: быть или не быть

Как минусы дистанционного обучения превратить в плюсы

Здоровье
Почему отравление Навального воспринимается обществом как должное Почему отравление Навального воспринимается обществом как должное

Алексей Навальный продолжает лежать в коме после загадочного отравления

СНОБ
Скорость таяния Гренландского ледяного щита обогнала скорость прироста массы Скорость таяния Гренландского ледяного щита обогнала скорость прироста массы

Гренландский ледяной щит стал в среднем терять массу быстрее, чем наращивать ее

N+1
“Бусины” полярного сияния: как магнитосфера Земли собирает ожерелье “Бусины” полярного сияния: как магнитосфера Земли собирает ожерелье

Можно ли объяснить необычное проявление полярного сияния?

Популярная механика
Как готовить к школе особенного ребенка Как готовить к школе особенного ребенка

Как и чем лучше заниматься с особенным дошкольником

Psychologies
Физики упорядочили электродипольную решетку молекул воды Физики упорядочили электродипольную решетку молекул воды

Открытие, которое может помочь ученым в создании искусственных квантовых систем

N+1
Виоле Дэвис - 55! Самое интересное об актрисе из фильмов Виоле Дэвис - 55! Самое интересное об актрисе из фильмов

Вспоминаем интересные моменты из жизни и творчества Виолы Дэвис

Cosmopolitan
Активация болевых рецепторов ускорила заживление ран Активация болевых рецепторов ускорила заживление ран

Полученные раны могут затягиваться ещё быстрее

N+1
Что приготовить на завтрак: вкусные рецепты на каждый день Что приготовить на завтрак: вкусные рецепты на каждый день

Для многих завтрак – любимый приём пищи, который задаёт тон всему дню

Cosmopolitan
Лето, жара, инфекция Лето, жара, инфекция

Какие заболевания подстерегают нас летом и как себя обезопасить?

Лиза
Когда контроля в отношениях слишком много? 11 признаков Когда контроля в отношениях слишком много? 11 признаков

Что скрывается за желанием доминировать и утверждать свою власть в отношениях

Psychologies
Тарас Бульба: народный герой или психопат? Тарас Бульба: народный герой или психопат?

Кто такой Тарас Бульба — борец за свободу или психопат, насильник и абьюзер?

Psychologies
Эмоцио VS рацио: как найти золотую середину Эмоцио VS рацио: как найти золотую середину

Быть собой, безусловно, важно, но в отношениях необходима мудрость

Psychologies
Соседка сверху Соседка сверху

Актриса Виктория Полторак снялась в шестидесяти фильмах

Maxim
Укус клеща у человека: симптомы, что делать, чем обработать Укус клеща у человека: симптомы, что делать, чем обработать

Как определить, что перед вами клещ, и что делать, если он вас укусил

Cosmopolitan
Смотреть в глаза Смотреть в глаза

Как бороться с темными кругами под глазами

Худеем правильно
Блоги недели Блоги недели

Обязательное качество учителя, удивительный Русский север, деятельность на Алтае

СНОБ
Вопросы, смытые дождем Вопросы, смытые дождем

Чего мы до сих пор не знаем о последствиях ядерной бомбардировки Хиросимы

N+1
Примеры для подражания Примеры для подражания

Софико Шеварнадзе, Даня Милохин и «Антиглянец»

Cosmopolitan
Дженнифер Лоуренс - 30! Взлеты и падения загадочной блондинки в кино Дженнифер Лоуренс - 30! Взлеты и падения загадочной блондинки в кино

Вспоминаем лучшие и не самые удачные роли Дженнифер Лоуренс

Cosmopolitan
Открыть в приложении