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

Напряженное слушание заставило людей напрячь ушные мышцы Напряженное слушание заставило людей напрячь ушные мышцы

Как ушные мышцы, отвечающие за шевеление ушей, реагируют на напряженное слушание

N+1
Много шума для тишины Много шума для тишины

Как развивались системы активного шумоподавления и каковы их возможности

N+1
Британские ученые превратили жирберги (отбросы из канализации) в парфюм! Британские ученые превратили жирберги (отбросы из канализации) в парфюм!

Ученые превратили отбросы из канализации в косметику и парфюм

ТехИнсайдер
«Материнство калечило женщин страшнее, чем мужчин война». Могла ли женщина быть независимой в XIX веке «Материнство калечило женщин страшнее, чем мужчин война». Могла ли женщина быть независимой в XIX веке

Отрывок из книги «Сад» Марины Степновой

Forbes
Редкоземельные металлы: что такое, почему редкие и зачем нужны людям Редкоземельные металлы: что такое, почему редкие и зачем нужны людям

Какие металлы считаются редкоземельными и почему получили такое название

ТехИнсайдер
24 вещи, которые популярны только в России 24 вещи, которые популярны только в России

Возможно, самая патриотичная наша статья!

Maxim
В сердце Петербурга В сердце Петербурга

Элегантные апартаменты в самом центре Северной столицы

SALON-Interior
Место на карте: Девственные леса Коми Место на карте: Девственные леса Коми

Девственные леса Коми — самый большой в Европе массив северных лесов

Культура.РФ
На приеме у врача На приеме у врача

Каких врачей необходимо посещать беременной женщине?

9 месяцев
Жизнь в клетках с игрушками и тоннелями надолго повысила индивидуальность мышей Жизнь в клетках с игрушками и тоннелями надолго повысила индивидуальность мышей

В обогащенной среде поведение мышей становится более индивидуальным

N+1
«Не ясно, зачем целенаправленно убивают мелкий бизнес»: кто стал жертвой реформы жилищного строительства «Не ясно, зачем целенаправленно убивают мелкий бизнес»: кто стал жертвой реформы жилищного строительства

Переход на эскроу-счета существенно сократил численность небольших застройщиков

Forbes
Битва за «зумеров»: как Instagram хочет забрать аудиторию TikTok Битва за «зумеров»: как Instagram хочет забрать аудиторию TikTok

Получится ли у Instagram конкурировать с китайской платформой?

Forbes
5 лучших настольных игр для изучения английского 5 лучших настольных игр для изучения английского

Как геймификация помогает изучать иностранный язык

Cosmopolitan
Третья дверь Третья дверь

Секретный код успеха богатейших людей мира

kiozk originals
Сколько гаджеты, выпущенные полвека назад, стоили бы сегодня Сколько гаджеты, выпущенные полвека назад, стоили бы сегодня

Кто-то ещё жалуется на то, что смартфоны стоят дороже $1000?

Maxim
Кит Харингтон и еще 9 знаменитостей с королевскими корнями Кит Харингтон и еще 9 знаменитостей с королевскими корнями

Голливудские звезды могут похвастаться аристократическим происхождением

РБК
Что такое поколения истребителей и откуда это понятие взялось Что такое поколения истребителей и откуда это понятие взялось

Почему среди специалистов в авиационной отрасли нет единого стандарта?

Популярная механика
Новое устройство сделает МРТ молочных желез более эффективным Новое устройство сделает МРТ молочных желез более эффективным

Устройство, которое позволяет проводить МРТ-исследования молочных желез

Популярная механика
Евгений Гришковец: Модные брюки и другие прихоти Евгений Гришковец: Модные брюки и другие прихоти

Отрывок из новой книги Евгения Гришковца «Узелки»

СНОБ
«Хиросима: смотрим на чужие страдания»: рецензия писателя Алексея Поляринова на книгу Джона Херси «Хиросима» о величайшей трагедии Японии «Хиросима: смотрим на чужие страдания»: рецензия писателя Алексея Поляринова на книгу Джона Херси «Хиросима» о величайшей трагедии Японии

Рецензия на книгу лауреата Пулитцеровской премии Джона Херси «Хиросима»

Esquire
Врачебная тайна: стоит ли родителям знать о подростках все Врачебная тайна: стоит ли родителям знать о подростках все

Должны ли родители быть уведомлены об оказанной подростку медицинской помощи?

Psychologies
Кипятить воду несколько раз: вредно или нет? Кипятить воду несколько раз: вредно или нет?

Насколько вредна повторно кипяченная вода

CHIP
25 лет Windows 95 25 лет Windows 95

Мир домашних компьютеров никогда не будет как прежде

Maxim
Только женщины спасут этот мир Только женщины спасут этот мир

Виктор Пелевин написал роман для читательниц

Эксперт
«Чем толще министры — тем тоньше народ» «Чем толще министры — тем тоньше народ»

Между индексом массы тела политиков и их коррупционным имиджем есть корреляция

Огонёк
Когда контроля в отношениях слишком много? 11 признаков Когда контроля в отношениях слишком много? 11 признаков

Что скрывается за желанием доминировать и утверждать свою власть в отношениях

Psychologies
#гардероб: почему Тайка Вайтити — самый модный режиссер #гардероб: почему Тайка Вайтити — самый модный режиссер

Как фирменная ирония Тайки Вайтити проявляется в выборе вещей

РБК
Неизбежный крах Неизбежный крах

Почему автопром не переживет массового распространения электромобилей

Forbes
Как отрастить волосы после стрижки в домашних условиях Как отрастить волосы после стрижки в домашних условиях

Ваша переменчивая натура после короткой стрижки требует длинные волосы?

Cosmopolitan
Физики смоделировали поведение странных металлов Физики смоделировали поведение странных металлов

Модель температурной зависимости удельного сопротивления странных металлов

N+1
Открыть в приложении