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

Гадюка попыталась проглотить зайчонка в десять раз тяжелее себя Гадюка попыталась проглотить зайчонка в десять раз тяжелее себя

Некоторые змеи способны целиком проглатывать добычу, которая очень велика

N+1
Минимум во всём Минимум во всём

Минимализм и функциональность для молодой заказчицы от Юлии Гладковой

SALON-Interior
Во Франции раскопали детально проработанную голову палеолитической Венеры Во Франции раскопали детально проработанную голову палеолитической Венеры

Чем ученых заинтересовал один из артефактов на стоянке Амьен-Ренанкур-1

N+1
Зажигает не по-детски Зажигает не по-детски

Lidus: я люблю быть не такой, как все

OK!
Помело: польза, вред, как есть и что приготовить — рецепт шеф-повара Помело: польза, вред, как есть и что приготовить — рецепт шеф-повара

Чем полезно помело и как правильно его есть?

РБК
Знай наших Знай наших

Уникальные достижения отечественных ученых

Популярная механика
Отошли от стандартов: супермодели, фигуры которых больше не «идеал» Отошли от стандартов: супермодели, фигуры которых больше не «идеал»

Кто из красоток уже отошел от строгих модельных стандартов?

Cosmopolitan
8 песен, которые мы слушаем, не задумываясь о смысле 8 песен, которые мы слушаем, не задумываясь о смысле

Hey Ya группы Outkast — песня о сердцеедке. Кто знал?

Esquire
Тайна твоего рождения: узнай свой характер с помощью нумерологии Тайна твоего рождения: узнай свой характер с помощью нумерологии

Нумерология - прекрасный инструмент для выявления своих сильных сторон

Cosmopolitan
5 лучших фантастических сериалов 2020 года 5 лучших фантастических сериалов 2020 года

Подборка самых интересных сай-фай сериалов, которые вышли в последние месяцы

Популярная механика
Мышление «банановой республики»: шесть мифов о корпоративном управлении Мышление «банановой республики»: шесть мифов о корпоративном управлении

Когда компании пора создавать совет директоров

Forbes
«Слабоумие и отвага». Как построить совместный бизнес с подругой и пережить пандемию «Слабоумие и отвага». Как построить совместный бизнес с подругой и пережить пандемию

Как энергия партнерства спасает в кризис

Forbes
Привычка жениться: мировые звезды-рекордсмены по количеству браков Привычка жениться: мировые звезды-рекордсмены по количеству браков

Один раз - и на всю жизнь? Нет, это точно не про наших героев

Cosmopolitan

Глава нового романа Виктора Пелевина под названием Desology

Esquire
«Рассказы о двукрылых» «Рассказы о двукрылых»

Отрывок из книги диптеролога Никиты Вихрева о двукрылых

N+1
Найди ментора: 5 сценариев для поиска персонального гуру Найди ментора: 5 сценариев для поиска персонального гуру

«Найди ментора. Как перейти на следующий уровень»: Inc. публикует отрывок.

Inc.
Пирожечь сердца людей! Пирожечь сердца людей!

Почему высокое искусство стихосложения все еще скорее живет, чем нет

Maxim
Уроки новой «войны» Уроки новой «войны»

Как вести себя инвестору, когда будут случаться внешние шоки

Forbes
Вторая Х-хромосома смягчила болезнь Альцгеймера у мышей Вторая Х-хромосома смягчила болезнь Альцгеймера у мышей

Ученые выяснили, почему женщины переносят болезнь Альцгеймера мягкой форме

N+1
Яд вьетнамских сколопендр подействовал на разные ионные каналы жертв и сородичей Яд вьетнамских сколопендр подействовал на разные ионные каналы жертв и сородичей

Яд вьетнамских сколопендр может быть смертелен даже для человека

N+1
5 самых злободневных научно-фантастических романов 5 самых злободневных научно-фантастических романов

Подборку самых интересных фантастических произведений

Популярная механика
Георг VI, его логопед и Вторая мировая война: как король перестал заикаться и сплотил народ в борьбе с нацистами Георг VI, его логопед и Вторая мировая война: как король перестал заикаться и сплотил народ в борьбе с нацистами

Отрывок из книги о Георге VI, который сплотил британцев в борьбе с нацизмом

Forbes
В сердце Петербурга В сердце Петербурга

Элегантные апартаменты в самом центре Северной столицы

SALON-Interior
«Эта штука летела за мной». ГИБДД фиксирует нарушения дронами «Эта штука летела за мной». ГИБДД фиксирует нарушения дронами

Как полиция использует беспилотники и насколько это законно?

РБК
Активные точки на стопе: как с их помощью регулировать эмоции Активные точки на стопе: как с их помощью регулировать эмоции

То, как мы стоим, отражает наши взаимоотношения с миром

Psychologies
Растерянность и боль «воскресного папы» Растерянность и боль «воскресного папы»

К сожалению, никто не застрахован от развода или разрыва отношений. Что тогда?

Домашний Очаг
Как появились выражения «ежу понятно», «дойти до ручки» и еще три привычных оборота речи Как появились выражения «ежу понятно», «дойти до ручки» и еще три привычных оборота речи

Теперь-то тебе будет, чем удивить друзей на вечеринке

Maxim
На Большом адронном коллайдере в столкновении фотонов родились W-бозоны На Большом адронном коллайдере в столкновении фотонов родились W-бозоны

Физики открыли новые возможности для исследования электрослабого взаимодействия

N+1
Правила жизни Петра Тодоровского Правила жизни Петра Тодоровского

Правила жизни режиссера Петра Тодоровского

Esquire
Примеры обмана: как битые машины продают под видом «идеальных» Примеры обмана: как битые машины продают под видом «идеальных»

Как вычислить мошенников на вторичном рынке?

РБК
Открыть в приложении