Ryska fysiker kunde lösa problemet med att skapa långt infraröd laserstrålning i halvledarstrukturer. För att göra detta skapade de kvantbrunnar från kadmiumkvicksilver-tellurid. Resultaten publicerades i ACS Photonics tidskrift.
I en konventionell halvledardiodlaser inträffar strålning under rekombination - ömsesidig förintelse av elektroner och hål. Men strålning från ett visst intervall är långt ifrån den enda effekten av denna process.
En del av energin under sådan rekombination kan användas för att öka energin i de omgivande elektronerna. Denna process med att "slösa" elektronhål i par kallas Auger-rekombination - för att hedra den franska fysikern Pierre Auger, som upptäckte denna effekt.
Graden av Auger-processen ökar kraftigt i halvledare med ett litet bandgap. Men det är dessa material som behövs för att skapa långt infraröda lasrar. Och det är dessa lasrar som efterfrågas i studier av biologiska föremål och problem med gasspektroskopi.
Forskare från Moskva institutet för fysik och teknik och institutet för fysik för mikrostrukturer vid Ryska vetenskapsakademin i Nizjnij Novgorod har föreslagit ett sätt att komma till rätta med denna effekt. Enligt resultaten av deras forskning kan kadmiumkvicksilver-tellurid bli det optimala materialet för laserapplikationer.
Tidigare experiment med detta material har bekräftat möjligheten att skapa strålning med en våglängd upp till 20 mikron. Men författarnas beräkningar har visat att detta inte är gränsen och strålningsvåglängden kan ökas till 50 mikron. Våglängdsområdet från 30 till 50 mikron är det mest "förbjudna" för befintliga halvledarlaser baserat på element från III och V-grupper i det periodiska systemet på grund av stark självabsorption. Men denna negativa effekt - som Auger-rekombination - försvagas kraftigt i kvicksilver tellurid, den här gången på grund av den stora massan av atomer som utgör kristallgitteret. Därför anser forskare att det nya materialet är lovande att använda i laserteknik.
Författare: Nikita Shevtsev
