Новый прорыв в полупроводниковых нанолазерах

Группа ученых из Технического университета Эйндховена (Нидерланды) и Университета штата Аризона (США) продемонстрировала самый тонкий в мире полупроводниковый лазер.

Минимальные линейные размеры лазеров определяются длиной волны излучения; если принять ее за 1500 нм и учесть показатель преломления, который в случае полупроводникового материала можно считать равным трем, окажется, что ширина (длина, высота) активного элемента должна превышать 250 нм.

Авторы рассматриваемой работы показали, что это ограничение можно обойти, используя в конструкции лазера сочетание полупроводников, диэлектриков и металлов. Ученые создали двойную гетероструктуру (см. рисунок) на основе полупроводников фосфида индия InP и арсенида индия-галлия InGaAs толщиной около 80 нм, по бокам которой были расположены слои диэлектрика — нитрида кремния — толщиной 20 нм. Затем на подготовленные таким образом поверхности активного элемента было нанесено серебряное покрытие. Сформированная структура исправно функционировала при температурах около 10К; теперь исследователи пытаются найти способ получить лазерное излучение при комнатной температуре.

Работа физиков из Голландии и США открывает новые возможности по миниатюризации полупроводниковых лазеров, а значит и применению их в быстродействующих компьютерах и линиях связи. «Мы преодолели ограничение на размеры нанолазеров, — говорит руководитель работы профессор Аризонского Университета Цунь-Чжэн Нин (Cun-Zheng Ning). — Это важное достижение; перед нанолазерами открываются серьезные перспективы в электронике и медицине».

Результаты исследований опубликованы в интернет-журнале Optics Express.