Ruski fizičari uspjeli su riješiti problem stvaranja daleko infracrvenog laserskog zračenja u strukturama poluvodiča. Da bi to postigli, stvorili su kvantne jažice od kadmijum-žive žive teloride. Rezultati su objavljeni u časopisu ACS Photonics.
U uobičajenom poluvodičkom diodnom laseru zračenje nastaje tijekom rekombinacije - međusobno uništavanje elektrona i rupa. No, emisija zračenja određenog raspona daleko je od jedinog učinka ovog procesa.
Dio energije tijekom takve rekombinacije može se potrošiti na povećanje energije okolnih elektrona. Ovaj postupak "trošenja" parova elektrona-rupa u toplinu naziva se Augerova rekombinacija - u čast francuskog fizičara Pierrea Augera, koji je otkrio taj učinak.
Brzina procesa Auger snažno raste u poluvodičima s malim razmakom u pojasu. Ali upravo su ti materijali potrebni za stvaranje daleko infracrvenih lasera. A upravo su ti laseri traženi u istraživanjima bioloških objekata i problemima plinske spektroskopije.
Istraživači s Moskovskog instituta za fiziku i tehnologiju i Instituta za fiziku mikrostrukture Ruske akademije znanosti u Nižnjem Novgorodu predložili su način da se ovaj efekt zaobiđe. Prema rezultatima njihovih istraživanja, kadmij-živa telurid može postati optimalni materijal za lasersku primjenu.
Prethodni eksperimenti s ovim materijalom potvrdili su mogućnost stvaranja zračenja valnom duljinom do 20 mikrona. No izračuni autora pokazali su da to nije granica, a valna duljina zračenja može se povećati na 50 mikrona. Raspon valne duljine od 30 do 50 mikrona najviše je "zabranjen" za postojeće poluvodičke lasere temeljene na elementima iz skupine III i V periodičke tablice zbog jake samo-apsorpcije. Ali ovaj negativni učinak - poput Augerove rekombinacije - uvelike je oslabljen u živinom teluridu, ovaj put zbog velike mase atoma koji čine kristalnu rešetku. Stoga istraživači smatraju da je novi materijal obećavajući za upotrebu u laserskim tehnologijama.
Autor: Nikita Shevtsev