Yhden molekyylikerroksen nanolaser

01.09.2017

Arizona-nanolaser-huonelampotilassa-275.jpgEnsimmäistä kertaa tutkijat ovat rakentaneet jatkuvatoimisen nanolaserin, joka toimii huoneenlämmössä.

Uuden rakenteen on kehittänyt Arizonan valtionyliopiston ja kiinalaisen Tsinghuan yliopiston tutkijoiden ryhmä. Sitä voitaisiin käyttää informaation lähettämiseen yksittäisen tietokoneen sirun eri pisteiden välillä. Tällaiset laserit voivat olla hyödyllisiä, kompaktissa ja integroidussa muodossa myös anturisovelluksille.

Tutkijat yhdistivät yksikerroksisen TMD-materiaali molybdeeniditelluridin (MoTe2) piistä tehtyyn nanopalkkionteloon, jolloin saavutettiin tavoiteltu käyttölämpötila.

Yksikerroksisia nanolasereita on kehitetty aiemminkin, mutta ne kaikki oli jäähdytettävä alhaisiin lämpötiloihin käyttämällä kryogeenin kaltaista nestemäistä typpeä tai nestemäistä heliumia.

Laserin sisällä kaksi tärkeintä osaa ovat vahvistusväline, joka sekä tuottaa että vahvistaa fotoneja, jotka tuottavat energiaa materiaalille, sekä ontelo joka sitten kaappaa kerätyt fotonit.

Molybdeenitelluridin eksitoniviritykset emittoivat aaltomuotoja, jotka ovat läpinäkyviä piille, mikä tekee piin mahdolliseksi aaltoputkeksi tai ontelomateriaaliksi. Lisäksi tällaisessa yksikerrosmateriaalissa eksitonit ovat 100 kertaa vahvempia kuin tavanomaisissa puolijohteissa, mikä mahdollistaa tehokkaan valoemission huoneen lämmössä.

"Lasertekniikka, jota voidaan valmistaa myös piistä, on ollut tutkijoiden unelma vuosikymmenien ajan", toteaa tutkimusta vetänyt Cun-Zheng Ning. "Tämä tekniikka antaa lopulta ihmisille mahdollisuuden laittaa sekä elektroniikka että fotoniikka samaan piialustaan, mikä yksinkertaistaa valmistusta merkittävästi."

Nyt vielä nanolaser toimii laserpumppauksella mutta jatkossa työryhmä kehittelee laserilleen sähköistä syötettä, jotta järjestelmä olisi omiaan sille aiottuun käyttötarkoitukseen tietokonesiruissa.

Aiheesta aiemmin:

Monipuolinen nanolaseri

Nestemäinen nanolaser
21.09.2017Langaton runkoverkko millimetriaalloilla
20.09.2017Kohti litiumin jälkeisiä akkuja
19.09.2017Elektroninen iho ja hikistä sähköä
18.09.2017Pitkän kantaman takaisinsirontaa
15.09.2017Kohti kaksiulotteista elektroniikkaa
14.09.2017Kohti integroituja kvanttioptisia piirejä
13.09.2017Nopea kvanttimuisti fotoneille
12.09.2017Kutistuvia muistitekniikoita
11.09.2017Vesi vanhin voitehista
08.09.2017Kubittien flip-flop

Siirry arkistoon »