Ahli fizik Rusia dapat menyelesaikan masalah penciptaan sinaran laser inframerah jauh dalam struktur semikonduktor. Untuk melakukan ini, mereka membuat telaga kuantum dari kadmium-mercury Telluride. Hasilnya diterbitkan dalam jurnal ACS Photonics.
Dalam laser diod semikonduktor konvensional, radiasi berlaku semasa penggabungan semula - pemusnahan bersama elektron dan lubang. Tetapi pelepasan radiasi pada julat tertentu jauh dari satu-satunya kesan proses ini.
Sebahagian tenaga semasa pengumpulan semula dapat dihabiskan untuk meningkatkan tenaga elektron sekitarnya. Proses "membuang" pasangan lubang elektron menjadi panas dipanggil pengumpulan semula Auger - untuk menghormati ahli fizik Perancis Pierre Auger, yang menemui kesan ini.
Kadar proses Auger meningkat dengan kuat pada semikonduktor dengan jurang pita kecil. Tetapi bahan inilah yang diperlukan untuk membuat laser inframerah jauh. Dan laser inilah yang sangat diminati dalam kajian objek biologi dan masalah spektroskopi gas.
Penyelidik dari Institut Fizik dan Teknologi Moscow dan Institut Fizik Mikrostruktur Akademi Sains Rusia di Nizhny Novgorod telah mencadangkan kaedah untuk mengatasi kesan ini. Menurut hasil kajian mereka, kadmium-mercury Telluride dapat menjadi bahan yang optimum untuk aplikasi laser.
Eksperimen sebelumnya dengan bahan ini telah mengesahkan kemungkinan mencipta radiasi dengan panjang gelombang hingga 20 mikron. Tetapi pengiraan penulis menunjukkan bahawa ini bukan hadnya, dan panjang gelombang radiasi dapat ditingkatkan menjadi 50 mikron. Julat panjang gelombang dari 30 hingga 50 mikron adalah yang paling "dilarang" untuk laser semikonduktor yang ada berdasarkan unsur kumpulan III dan V dari jadual berkala kerana penyerapan diri yang kuat. Tetapi kesan negatif ini - seperti penggabungan Auger - sangat lemah dalam Telluride merkuri, kali ini kerana banyak atom yang membentuk kisi kristal. Oleh itu, penyelidik menganggap bahan baru itu menjanjikan untuk digunakan dalam teknologi laser.
Pengarang: Nikita Shevtsev
