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

«Болезни Империи. Как пытки рабов и зверства во время войн изменили медицину» «Болезни Империи. Как пытки рабов и зверства во время войн изменили медицину»

Почему во время Крымской войны большинство солдат погибало в госпиталях

N+1
Люди-нарциссы: кто они такие и как с ними себя вести Люди-нарциссы: кто они такие и как с ними себя вести

Абьюзеры, манипуляторы, злодеи — как только не называют нарциссов

РБК
Третий межзвездный объект оказался слабоактивной кометой Третий межзвездный объект оказался слабоактивной кометой

Астрономы подтвердили обнаружение третьего межзвездного объекта

N+1
Все будет ровно: как выбрать лазерный нивелир Все будет ровно: как выбрать лазерный нивелир

Лазерные уровни нужны не только при ремонте. Разбираемся

CHIP
Все не просто так: почему теннисный мяч ярко-желтого цвета? Все не просто так: почему теннисный мяч ярко-желтого цвета?

Почему в итоге ярко-желтый окрас стал «официальным» для теннисного мяча?

ТехИнсайдер
«Эпоха распада. Грандиозная история музыки в XX веке» «Эпоха распада. Грандиозная история музыки в XX веке»

Электронная музыка существует уже более столетия

N+1
«Это было лишь начало истории. «Кино» — не группа, которая ушла в зените славы». Александр Цой, сын Виктора Цоя, продюсер концертов «Кино» в 2020 г. «Это было лишь начало истории. «Кино» — не группа, которая ушла в зените славы». Александр Цой, сын Виктора Цоя, продюсер концертов «Кино» в 2020 г.

Интервью с сыном Виктора Цоя, Александром

Esquire
Дети, которые провели много лет в плену у маньяков Дети, которые провели много лет в плену у маньяков

Эти страшные истории подтверждают, что никто не застрахован

Cosmopolitan
Соискатели назвали 6 привычек работодателей, которые раздражают их больше всего Соискатели назвали 6 привычек работодателей, которые раздражают их больше всего

Все это действительно бесит при устройстве на работу

Playboy
«Он как Хабиб, но для другой аудитории»: как парень из сибирской деревни стал чемпионом UFC и заработал $1 млн «Он как Хабиб, но для другой аудитории»: как парень из сибирской деревни стал чемпионом UFC и заработал $1 млн

Кто сделал Петра Яна боксером, и зачем он ушел в смешанные единоборства?

Forbes
Предел мечтаний Предел мечтаний

Почему мы не учитываем желания детей

Добрые советы
Милена Радулович: Милена Радулович:

Сербская актриса Милена Радулович о жизни в России и «Кольской сверхглубокой»

Караван историй
Фотограф Люся Жарикова: «Красота для меня — это сама жизнь» Фотограф Люся Жарикова: «Красота для меня — это сама жизнь»

Интервью с фотографом Люсей Жариковой

Seasons of life
Бардак на столе — бардак в голове… Или нет? Бардак на столе — бардак в голове… Или нет?

Говорят, что лишние вещи мешают думать, но многие великие творили посреди хаоса

Psychologies
Иван Дорн строит в Киеве музыкальную империю. Мы поговорили с ним и его окружением и узнали, зачем ему это Иван Дорн строит в Киеве музыкальную империю. Мы поговорили с ним и его окружением и узнали, зачем ему это

Предприниматель Иван Дорн не стесняется эпатировать музыкальный рынок

Inc.
Пассивный ИК-визор различил «цвета» Пассивный ИК-визор различил «цвета»

Ученые сделали инфракрасный визор ближнего диапазона

N+1
Нормальный женский рост Нормальный женский рост

Что не так с тренингами личностного роста

Cosmopolitan
История Билли Миллигана — маньяка с 24 личностями: фрагмент книги Дэниэла Киза «Войны Миллигана» История Билли Миллигана — маньяка с 24 личностями: фрагмент книги Дэниэла Киза «Войны Миллигана»

Отрывок из романа Дэниэла Киза "Войны Миллигана" в переводе Аллы Юшенковой

Esquire
Древние бобры начали строить плотины из-за холода Древние бобры начали строить плотины из-за холода

Бобры начали валить деревья не для постройки плотин, а ради питания

N+1
Страшно вспомнить: 20 самых ужасных трендов конца 2000-х Страшно вспомнить: 20 самых ужасных трендов конца 2000-х

Мы решили вспомнить тренды конца 2000-х и выбрать из них самые ужасные!

Cosmopolitan
Прочность костей динозавров списали на губчатое вещество Прочность костей динозавров списали на губчатое вещество

У исследователей новое заключение относительно динозавров

N+1
Полярник на Луне Полярник на Луне

Российские ученые готовят новый поход в суровые края близ полюса... лунного

Популярная механика
Ребенок рисует на обоях: что делать родителям Ребенок рисует на обоях: что делать родителям

Дети не всегда ведут себя так, как мы ожидаем

Psychologies
Поддаться, чтобы наподдать: как устроено айкидо Поддаться, чтобы наподдать: как устроено айкидо

Единоборство, которое позволяет расправляться с человеком одной левой

Maxim
Физики упорядочили электродипольную решетку молекул воды Физики упорядочили электродипольную решетку молекул воды

Открытие, которое может помочь ученым в создании искусственных квантовых систем

N+1
«Непростые люди» в славянских селениях «Непростые люди» в славянских селениях

О ком на Руси говорили «с нечистой силой знается»?

Культура.РФ
Не бери на себя чужие несчастья и не исправляй себя: 9 шагов к лучшей жизни Не бери на себя чужие несчастья и не исправляй себя: 9 шагов к лучшей жизни

О том, как всё-таки научиться получать наслаждение от жизни

Cosmopolitan
Изменение климата оставит сычей без «холодильников» Изменение климата оставит сычей без «холодильников»

Смогут ли воробьиные сычи приспособиться к изменению климата

N+1
10 фактов о гильотине 10 фактов о гильотине

Самое крышесносящее изобретение человечества

Maxim
Как избавиться от целлюлита в домашних условиях Как избавиться от целлюлита в домашних условиях

Лайфхаки по борьбе с "апельсиновой коркой"

Cosmopolitan
Открыть в приложении