Създаден е първият лазер на базата на колоидни квантови точки

Екип от учени от Националната лаборатория в Лос Аламос (САЩ) е преодолял сериозна пречка пред създаването на функционални светлинни излъчватели с висок интензитет, базирани на колоидни квантови точки. Тяхното откритие проправя пътя към създаването на устройства с двойно предназначение, които работят едновременно като оптично възбуден лазер и ярък електрически светодиод. Новите видове устройства биха могли да допринесат за развитието на интегрирана електроника и фотоника, оптични комуникации, медицинска диагностика и носими устройства.

Полупроводниковите нанокристали на колоидните квантови точки се създават с атомна прецизност по химичен път при умерени температури. Освен това, поради размера си, те проявяват електронни състояния, чиито енергии пряко зависят от размера на частиците. Този ефект може да се използва за настройване на лазер към желана дължина на вълната или за разработване на многоцветен усилвател, който поддържа лазерно генериране при няколко дължини на вълната, пише Phys.org.

Повечето изследвания на квантовите точки за лазерно генериране описват кратки оптични импулси за възбуждане на усилващата среда. Осъществяването на генериране на лазерна светлина с помощта на електрически квантови точки е много по-трудна задача, към чието решаване са се приближили американски физици. За тази цел те са разработили нови нанокристали с потисната рекомбинация. Те се характеризират с висок коефициент на усилване при ниски оптични загуби.

Както и при конвенционалните светодиоди, в новото устройство слоят с квантови точки действа като електрически възбуден излъчвател на светлина. Въпреки това, поради изключително високата плътност на тока от над 500 ампера на квадратен сантиметър, устройството демонстрира безпрецедентно ниво на яркост от над един милион кандела на квадратен метър. Тази яркост прави технологията подходяща за дисплеи за дневна светлина, проектори и пътни знаци.

Освен това слоят от квантови точки действа като ефективен вълноводен усилвател. Учените са успели да създадат теснолентов лазер с напълно функционален светодиоден масив, съдържащ всички слоеве за пренос на заряд и другите елементи, необходими за напомпване с ток. Този пробив проправя пътя към дългоочаквания лазер с напомпване с помощта на електрически ток, който ще отключи пълния потенциал на колоидната LED лазерна технология.