Russiske fysikere var i stand til å løse problemet med å skape langt infrarød laserstråling i halvlederstrukturer. For å gjøre dette skapte de kvantebrønner fra kadmium-kvikksølv-tellurid. Resultatene ble publisert i ACS Photonics journal.
I en konvensjonell halvlederdiodelaser oppstår stråling under rekombinasjon - gjensidig utslettelse av elektroner og hull. Men utslipp av stråling i et bestemt område er langt fra den eneste effekten av denne prosessen.
En del av energien under slik rekombinasjon kan brukes på å øke energien til de omkringliggende elektronene. Denne prosessen med å "kaste bort" elektronhullpar i varme kalles Auger-rekombinasjon - til ære for den franske fysikeren Pierre Auger, som oppdaget denne effekten.
Hastigheten til Auger-prosessen øker sterkt i halvledere med et lite båndgap. Men det er disse materialene som er nødvendige for å lage langt infrarøde lasere. Og det er disse laserne som etterspørres i studier av biologiske gjenstander og problemer med gassspektroskopi.
Forskere fra Moskva Institutt for fysikk og teknologi og Institutt for fysikk av mikrostrukturer ved det russiske vitenskapsakademiet i Nizjnij Novgorod har foreslått en måte å få tak i denne effekten. I følge resultatene fra forskningen deres kan kadmium-kvikksølv-tellurid bli det optimale materialet for laserapplikasjoner.
Tidligere eksperimenter med dette materialet har bekreftet muligheten for å skape stråling med en bølgelengde på opptil 20 mikron. Men beregningene av forfatterne har vist at dette ikke er grensen, og strålingsbølgelengden kan økes til 50 mikron. Bølgelengdeområdet 30 til 50 mikron er det mest "forbudte" for eksisterende halvlederlasere basert på elementer fra gruppe III og V i det periodiske systemet på grunn av sterk selvopptak. Men denne negative effekten - som Auger-rekombinasjon - er kraftig svekket i kvikksølv-tellurid, denne gangen på grunn av den store massen av atomer som utgjør krystallgitteret. Derfor vurderer forskere det nye materialet som lovende for bruk i laserteknologier.
Forfatter: Nikita Shevtsev
