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 ушах и носу млекопитающих нашли новую скелетную ткань — липохрящ В ушах и носу млекопитающих нашли новую скелетную ткань — липохрящ

Группа ученых из десяти стран открыла липохрящ — новую скелетную ткань

N+1
«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
У бонобо нашли вокальные диалекты У бонобо нашли вокальные диалекты

Ученые сравнили вокализации бонобо из трех разных зоопарков

N+1
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
«Это ведь не считается!»: 3 неочевидных признака эмоциональной неверности, которые опасно игнорировать «Это ведь не считается!»: 3 неочевидных признака эмоциональной неверности, которые опасно игнорировать

Как понять, что вы вот-вот измените, пусть и не в стандартном понимании?

Psychologies
Сезонная аллергия, или поллиноз: симптомы и лечение Сезонная аллергия, или поллиноз: симптомы и лечение

Что делать, если у тебя поллиноз, как облегчить свое состояние и как лечиться

Cosmopolitan
Ради всего святого, поймайте меня: маньяк, который хотел, чтобы его нашли Ради всего святого, поймайте меня: маньяк, который хотел, чтобы его нашли

Помадный маньяк умолял полицию отыскать и схватить его

Cosmopolitan
Range Rover Sport MHEV. Переходная модель эволюции Range Rover Sport MHEV. Переходная модель эволюции

Знакомство с Range Rover Sport MHEV, созданным в угоду экологам

4x4 Club
Кто ответит за эту архитектуру? Дискуссия о Москве, трендах в строительстве и неравнодушных жителях Кто ответит за эту архитектуру? Дискуссия о Москве, трендах в строительстве и неравнодушных жителях

Дискуссия о городской архитектуре. Самые интересные моменты обсуждения

СНОБ
Мухи почувствовали себя безопаснее в компании слепых сородичей и магнитов Мухи почувствовали себя безопаснее в компании слепых сородичей и магнитов

В группах дрозофилы реагируют на опасность слабее

N+1
Господская болезнь Господская болезнь

Как (и почему) мы до сих пор болеем подагрой

N+1
Что будет после? Что будет после?

Дилан Спроус: у меня были очень привлекательные партнеры по фильму

OK!
Как правильно бегать в жару? 5 советов от экспертов Как правильно бегать в жару? 5 советов от экспертов

Тренируясь под жарким солнцем, нужно не забывать о безопасности

Playboy
Доходное место: в каких странах менее рискованно вкладывать деньги Доходное место: в каких странах менее рискованно вкладывать деньги

Оценка риска инвестиций в индексы стран G-20 на долгосрочном временном интервале

Forbes
«Нужно время, чтобы слепить снежный ком»: основатель Asana Дастин Московиц о создании сервиса и стратегии компании «Нужно время, чтобы слепить снежный ком»: основатель Asana Дастин Московиц о создании сервиса и стратегии компании

Дастин Московиц об истории сервиса для управления проектами в небольших командах

VC.RU
Михаил Горбачев Михаил Горбачев

Правила жизни Михаила Горбачева

Esquire
«Непростые люди» в славянских селениях «Непростые люди» в славянских селениях

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

Культура.РФ
Павел Дуров Павел Дуров

Правила жизни Павла Дурова

Esquire
Скульптор Мария Диллон Скульптор Мария Диллон

История первой русской женщины-скульптора

Наука и жизнь
Фильм «Билл и Тед снова в деле» – фан-сервис и аттракцион ностальгии по ушедшей юности Фильм «Билл и Тед снова в деле» – фан-сервис и аттракцион ностальгии по ушедшей юности

Новая часть истории про музыкантов-раздолбаев с Киану Ривзом

GQ
​​​​​​​Радуга на тарелке ​​​​​​​Радуга на тарелке

Почему нужно есть овощи и фрукты всех цветов радуги?

Здоровье
Рассказы и романы Рэя Брэдбери — в порядке возрастания восторга: рейтинг Esquire Рассказы и романы Рэя Брэдбери — в порядке возрастания восторга: рейтинг Esquire

Девять книг Рэя Брэдбери, которые открывают разные грани таланта писателя

Esquire
Кубик Осипова Кубик Осипова

Самая ожидаемая и самая крутая головоломка десятилетия

Популярная механика
Температуру ферми-газа научились измерять без разрушения состояния Температуру ферми-газа научились измерять без разрушения состояния

Физики разработали новый способ измерения температуры ферми-газа

N+1
Яды особого назначения: “тихие” методы устранения врагов Яды особого назначения: “тихие” методы устранения врагов

Чем и как спецслужбы травят неугодных

Популярная механика
«Палм-Спрингс»: день сурка в Калифорнии «Палм-Спрингс»: день сурка в Калифорнии

Комедия «Палм-Спрингс» о том, что значит застрять на одном и том же дне

Psychologies
Как сказать девушке, что ты ее разлюбил: 8 советов для непростого разговора Как сказать девушке, что ты ее разлюбил: 8 советов для непростого разговора

Как деликатно и тактично сказать подруге, что ты ее больше не любишь?

Playboy
Книги про первоклассников Книги про первоклассников

Первоклассникам помогут герои книг, в жизни которых происходят похожие перемены

Домашний Очаг
Правила жизни Льва Дурова Правила жизни Льва Дурова

Лев Дуров: раз я уже умер — так чего мне теперь бояться

Esquire
Все машины Штирлица. Раскрываем тайны фильма «Семнадцать мгновений весны» Все машины Штирлица. Раскрываем тайны фильма «Семнадцать мгновений весны»

На чем ездил Штирлиц?

РБК
Открыть в приложении