Американські вчені розробили новий наноматеріал, який можна застосовувати для виготовлення лазерних випромінювачів, що випускають промені будь-якого кольору у видимому діапазоні спектра, що дозволить створювати дешеві і компактні лазери в найближчому майбутньому, йдеться в статті, опублікованій в журналі Nature Nanotechnology.
“Зараз, для створення лазерного дисплея з довільним набором кольорів, відтінків від білого до рожевого або бежевого, потрібно три окремих лазерних системи, які ні за формою, ні за компонентів не будуть мати нічого спільного. Нові перспективи з’явилися з відкриттям нового класу матеріалів – так званих квантових точок”, – пояснив керівник групи фізиків Арто Нурмикко (Arto Nurmikko) з Браунівського університету (США).
Нурмикко і його колеги вивчали квантові точки на базі сполуки кадмію та селену. На сьогоднішній день вчені використовують джерела світла на основі таких точок в якості світяться міток в біологічних експериментах або намагаються пристосувати їх для створення економічних світлодіодів.
Автори статті використовували нанокристали з кадмію, селену і деяких інших речовин для створення випромінювача, що випускає лазерне випромінювання в широкому спектрі частот.
Нанокристали за своєю структурою схожі на горіх або двошарову цукерку – невеликий кулька з селену та кадмію оточений нанометровій плівкою зі сплаву цинку, кадмію і сірки. В залежності від розмірів “ядра” кристала змінюється і спектр випромінювання майбутнього лазера – великі “кульки” діаметром 4,2 нанометра були джерелом червоного світла, в 3,2 нанометра – зеленого і 2,5 нанометра – синього.
Як пояснюють вчені, дане покриття необхідно для зменшення потужності накачування лазера, так як “голі” квантові точки втрачають більшу частину енергії у вигляді тепла.
Сам лазер виготовляється наступним чином – вчені розмішували партію квантових точок в спеціальній рідині і наносили отриманий розчин тонким шаром на шматок скла. Після висихання фізики вставляли отриману плівку в “бутерброд” з двох дзеркал і підключали отримане пристрій до електродів.
За словами дослідників, їх методика дозволила скоротити енергоспоживання лазера на основі квантових точок приблизно в тисячу разів і в 1десять разів знизила мінімальну частоту накачування, при якій лазер буде стабільно працювати.
“Нам вдалося показати, що квантові точки можна використовувати не тільки для випускання світла, але і лазерного випромінювання. В принципі, це відкриття може принести нам деякі плюси вже зараз. По-перше, ми можемо використовувати однакові з хімічної точки зору пристрої для створення лазерів всіх кольорів, що дозволить дуже дешево виробляти такі випромінювачі. По-друге, дана технологія дозволяє виготовляти лазери будь-якої форми і прикріплювати їх на будь-яку поверхню”, – підсумовує Нурмикко.
