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

Великий шелковый путь расширил меню согдийских царей Великий шелковый путь расширил меню согдийских царей

Традиционные продукты Востока и Запада оказались погребены в царской кладовой

N+1
Покормить льва: сервис виртуальной реальности, который понижает стресс Покормить льва: сервис виртуальной реальности, который понижает стресс

У современного человека два запроса: взбодриться и снизить уровень стресса

Reminder
Энергия будущего: на что способны реакторы термоядерного синтеза и ждет ли нас эра чистой энергии Энергия будущего: на что способны реакторы термоядерного синтеза и ждет ли нас эра чистой энергии

Есть ли будущее у реакторов ядерного синтеза

Популярная механика
Контанго вдвоем: почему России необходимо хеджировать риски от падения цен на нефть Контанго вдвоем: почему России необходимо хеджировать риски от падения цен на нефть

Защитой от волатильности рынка может стать хеджирование нефтегазовых доходов

Forbes
Пластичность мозга Пластичность мозга

Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции мозга

kiozk originals
«От оргазма до бессмертия: Записки драг-дизайнера» «От оргазма до бессмертия: Записки драг-дизайнера»

Отрывок из книги «От оргазма до бессмертия: Записки драг-дизайнера»

N+1
Муравьи-рабы и их рабовладельцы Муравьи-рабы и их рабовладельцы

Рабство и «бунт» пленных бывают и в мире муравьев

National Geographic
Гниющие миллионы: 6 загадочных автомобильных кладбищ Гниющие миллионы: 6 загадочных автомобильных кладбищ

Пробка из военных трофеев в лесу и другие странные места

РБК
От голодания до фитнес-гаджетов: главные тренды в велнес и что о них нужно знать От голодания до фитнес-гаджетов: главные тренды в велнес и что о них нужно знать

Разбираем реальные научные данные и отделяем их от мифов

Reminder
Ледники в Новой Зеландии потеряли до 77% объема за 400 лет Ледники в Новой Зеландии потеряли до 77% объема за 400 лет

Скорость таяния ледников в Южных Альпах удвоилась

National Geographic
Считай онлайн Считай онлайн

Прежде чем взять кредит в банке, взвесь свои возможности

Лиза
Аллергия на солнце: что это такое, как выглядит и как ее лечить Аллергия на солнце: что это такое, как выглядит и как ее лечить

Откуда берется аллергия на солнце и как она проявляется?

Cosmopolitan
Сибирский шелкопряд идет в горные леса и северную тайгу Сибирский шелкопряд идет в горные леса и северную тайгу

Ареал сибирского шелкопряда значительно увеличился

National Geographic
Как стать харизматичным парнем? 9 советов на заметку Как стать харизматичным парнем? 9 советов на заметку

Простые секреты как быть обаятельным и запоминающимся

Playboy
Коротко о Battletoads: вы хотите в нее сыграть, но она вас бесит Коротко о Battletoads: вы хотите в нее сыграть, но она вас бесит

Battletoads: яркое, безумное напоминание о том, какими игры были четверть века

GQ
4 заблуждения о том, кто такой лидер 4 заблуждения о том, кто такой лидер

Кто такой лидер на самом деле, как им стать и надо ли

Psychologies
Правда ли, что в тиктоке процветает расизм? Правда ли, что в тиктоке процветает расизм?

Как тикток потакает культурной апроприации и развитию «цифрового блекфейса»

GQ
Отрывок из книги Николая Эппле «Неудобное прошлое. Память о государственных преступлениях в России и других странах» Отрывок из книги Николая Эппле «Неудобное прошлое. Память о государственных преступлениях в России и других странах»

Фрагмент книги Николая Эппле «Неудобное прошлое»

СНОБ
Почему водой, нагретой в микроволновке, нельзя нормально заварить чай Почему водой, нагретой в микроволновке, нельзя нормально заварить чай

Почему заварить чай водой, нагретой в микроволновке, — это не лучшая идея?

National Geographic
«Как можно не знать Дудя? Я понял, что они явно не из России»: партнер «Додо Пиццы», которого держали в заложниках в Латвии, рассказал о похищении «Как можно не знать Дудя? Я понял, что они явно не из России»: партнер «Додо Пиццы», которого держали в заложниках в Латвии, рассказал о похищении

Владимир Горецкий сообщил подробности своего похищения

Esquire
«Дал бы тысячу долларов, если бы это был мальчик». Как боролись с теорией мужского превосходства в начале ХХ века «Дал бы тысячу долларов, если бы это был мальчик». Как боролись с теорией мужского превосходства в начале ХХ века

Ученая, которая первая с помощью исследований развенчала стереотипы о женщинах

Forbes
Древние ленивцы были больше многих млекопитающих, включая некоторые виды мамонтов Древние ленивцы были больше многих млекопитающих, включая некоторые виды мамонтов

Древние ленивцы — гиганты своего времени

National Geographic
Без чувств: чек-лист, что делать при потере сознания Без чувств: чек-лист, что делать при потере сознания

Все, что нужно знать о первой помощи при потере сознания

Cosmopolitan
В Великобритании нашли новый вид динозавра с полыми костями В Великобритании нашли новый вид динозавра с полыми костями

Это животное относится к подотряду теропод

National Geographic
Красные глаза, таблетки: за что могут лишить прав Красные глаза, таблетки: за что могут лишить прав

Водитель остался без удостоверения, сев за руль после приема антидепресантов

РБК
Превращение Сахары в пустыню вызвало засуху в Азии, которая длилась тысячу лет Превращение Сахары в пустыню вызвало засуху в Азии, которая длилась тысячу лет

Эта великая засуха произошла около 4000 лет назад

National Geographic
Как онлайн-ретейлеры делают шопинг более персонализированным Как онлайн-ретейлеры делают шопинг более персонализированным

Как онлайн-коммерция становится все ближе к клиентам

GQ
Сколько на самом деле потенциально обитаемых планет в нашей Галактике? Сколько на самом деле потенциально обитаемых планет в нашей Галактике?

Разбираемся, какая жизнь может быть на экзопланетах в других системах

Naked Science
Этикет чтения в деталях Этикет чтения в деталях

Книжные цепи, ножи и другие приспособления, которые облегчали жизнь книге

Наука и жизнь
Сочтите за труд! 5 ловушек для фрилансера Сочтите за труд! 5 ловушек для фрилансера

Ты сделала работу, но тебе за нее не заплатили. Это еще почему?

Cosmopolitan
Открыть в приложении