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 Белизе обнаружили гробницу майяского правителя В Белизе обнаружили гробницу майяского правителя

Что археологи обнаружили в царском захоронении древних майя

N+1
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
Австралийские птицы отличились несоответствием между генетическим и фенотипическим полом Австралийские птицы отличились несоответствием между генетическим и фенотипическим полом

Реверсия пола наблюдалась почти у пяти процентов особей австралийских птиц

N+1
5 причин, почему ты толстеешь, не связанных с едой 5 причин, почему ты толстеешь, не связанных с едой

Набор веса принято связывать с пищевыми привычками, но чаще все куда сложнее

Maxim
«Тест на старика»: а вы сможете его пройти? «Тест на старика»: а вы сможете его пройти?

Если у вас есть пять минут, предлагаем испытать свои силы в тесте на старика

Maxim
Дёшево и быстро: чем полезны хакатоны для компаний, государства и программистов Дёшево и быстро: чем полезны хакатоны для компаний, государства и программистов

Последние несколько лет хакатоны активно набирают популярность в России

Inc.
Вопрос-ответ Вопрос-ответ

Эксперты отвечают на вопросы читателей

Вокруг света
Примеры для подражания Примеры для подражания

Софико Шеварнадзе, Даня Милохин и «Антиглянец»

Cosmopolitan
Ольга Хохлова: Ольга Хохлова:

Ольга Хохлова о своём трудном пути становлении известной актрисой

Караван историй

Ретушерка Victoria's Secret рассказала, как исправляют фото "ангелов"

Cosmopolitan
Химики сделали конденсаторы из кирпичей Химики сделали конденсаторы из кирпичей

Химики из США превратили красный кирпич в подложку конденсатора

N+1
Нарушения сна: симптомы, причины, лечение Нарушения сна: симптомы, причины, лечение

Какие бывают нарушения сна, как их распознать и как с ними бороться

Cosmopolitan
Конюшни нефтяника, палаты Грозного: малоизвестные места Москвы, которые стоит увидеть Конюшни нефтяника, палаты Грозного: малоизвестные места Москвы, которые стоит увидеть

Малоизвестные места и здания, которые незаслуженно обходят вниманием туристы

Forbes
6 коварных и смертоносных ловушек, придуманных людьми для людей 6 коварных и смертоносных ловушек, придуманных людьми для людей

Страшный сон Индианы Джонса, который существовал в реальности

Maxim
Когда можно отпускать ребенка в школу одного? Когда можно отпускать ребенка в школу одного?

Как определить момент, когда ребенок уже готов самостоятельно ходить на занятия

Psychologies
Они не изменят, не обидят Они не изменят, не обидят

Любимые четвероногие друзья русских писателей и поэтов

Наука и жизнь
Безопасное падение: как изобрели тормоза для лифта Безопасное падение: как изобрели тормоза для лифта

Это изобретение Элайши Отиса изменило облик городов

Популярная механика
«Не хочу в офис»: почему и как с этим быть? «Не хочу в офис»: почему и как с этим быть?

Как вернуться обратно к офисной жизни?

Psychologies
Что приготовить на завтрак: вкусные рецепты на каждый день Что приготовить на завтрак: вкусные рецепты на каждый день

Для многих завтрак – любимый приём пищи, который задаёт тон всему дню

Cosmopolitan
Юрских сетчатокрылых уличили в подражании лишайнику Юрских сетчатокрылых уличили в подражании лишайнику

Пятна на крыльях ископаемых насекомых имитируют «ветви» лишайника

N+1
14 способов борьбы с похмельем от народов мира 14 способов борьбы с похмельем от народов мира

Как справляются с похмельем британцы в разных странах

Maxim
«Молочные зубы»: в прокат вышел фильм из конкурса Венецианского фестиваля — о первой любви неизлечимо больной девушки «Молочные зубы»: в прокат вышел фильм из конкурса Венецианского фестиваля — о первой любви неизлечимо больной девушки

Драма о первой любви неизлечимо больной девушки лишена всех клише

Forbes
Из истории Из истории

Архитектор Фернанда Маркес построила дом в стиле архитектуры Миса ван дер Роэ

SALON-Interior
Пора барину жениться Пора барину жениться

Как вести себя в мире, где у маленьких людей слишком большие запросы

Cosmopolitan
Собчак и инста-мамы: 15 блогеров, которые зарабатывают больше всех в Instagram Собчак и инста-мамы: 15 блогеров, которые зарабатывают больше всех в Instagram

Кто больше всего зарабатывает на рекламе в российском Instagram?

Forbes
Эффект Люцифера: почему в белорусских изоляторах жестоко издевались над задержанными протестующими Эффект Люцифера: почему в белорусских изоляторах жестоко издевались над задержанными протестующими

Как и почему обычные люди превращаются в жестоких надзирателей?

Forbes
Считавшегося вымершим сомалийского прыгунчика переоткрыли спустя 50 лет Считавшегося вымершим сомалийского прыгунчика переоткрыли спустя 50 лет

Сомалийский прыгунчик не только не исчез, но и оказался весьма многочисленным

N+1
«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
Facebook стала главной торговой площадкой Бангладеш: в соцсети сотни тысяч людей продают платья, украшения и попугаев Facebook стала главной торговой площадкой Бангладеш: в соцсети сотни тысяч людей продают платья, украшения и попугаев

Как жители Бангладеша используют Facebook

VC.RU
В сердце - пустота: Нисон, Хабенский, Стрип и еще 10 звезд, потерявшие любимых В сердце - пустота: Нисон, Хабенский, Стрип и еще 10 звезд, потерявшие любимых

Потеря близких – это всегда тяжелое испытание. В чем находят спасение звезды?

Cosmopolitan
Открыть в приложении