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
17.11.2017Rekisteri ja dataväylä kvanttitietokoneelle
17.11.2017Kaksiulotteisilla kohti vähäkulutuksista elektroniikkaa
15.11.2017Kvanttimateriaali elektronisille innovaatioille
14.11.2017Ultranopeaa magnetismia muisteille
13.11.2017Valo elektroniikkaa kokoamaan
10.11.2017Nestemetalli vauhdittaa oksidielektroniikkaa
09.11.2017Hiilinanoputkien ohutkalvoista lämpösähköä
07.11.2017Uutta puhtia kvanttitietokoneen kehitykseen
06.11.2017Grafeeni ja transistorit
03.11.2017Kosketuksilla ja eleillä ohjaten

Siirry arkistoon »