Krievu fiziķi spēja atrisināt tālu infrasarkanā lāzera starojuma radīšanas problēmu pusvadītāju struktūrās. Lai to izdarītu, viņi izveidoja kvantu akas no kadmija-dzīvsudraba telurīda. Rezultāti tika publicēti žurnālā ACS Photonics.
Parastā pusvadītāju diožu lāzerā rekombinācijas laikā notiek starojums - savstarpēja elektronu un caurumu iznīcināšana. Bet noteikta diapazona izstarojuma izstarošana nebūt nav vienīgā šī procesa ietekme.
Daļu enerģijas šādas rekombinācijas laikā var tērēt apkārtējo elektronu enerģijas palielināšanai. Šo elektronu-caurumu pāru "izšķērdēšanas" procesu siltumā sauc par Egera rekombināciju - par godu franču fiziķim Pjēram Augeram, kurš atklāja šo efektu.
Pusvadītājos ar nelielu joslu atstarpi Auger procesa ātrums strauji palielinās. Bet tieši šie materiāli ir nepieciešami, lai izveidotu tālu infrasarkanos lāzerus. Un tieši šie lāzeri ir pieprasīti bioloģisko objektu izpētē un gāzu spektroskopijas problēmās.
Pētnieki no Maskavas Fizikas un tehnoloģijas institūta un Krievijas Zinātņu akadēmijas Mikrostruktūru fizikas institūta Ņižņijnovgorodā ir ierosinājuši veidu, kā apiet šo efektu. Saskaņā ar viņu pētījumu rezultātiem kadmija-dzīvsudraba telurīds var kļūt par optimālu materiālu lāzera lietojumiem.
Iepriekšējie eksperimenti ar šo materiālu ir apstiprinājuši iespēju radīt starojumu ar viļņa garumu līdz 20 mikroniem. Bet autoru aprēķini parādīja, ka tā nav robeža, un starojuma viļņa garumu var palielināt līdz 50 mikroniem. Viļņu garuma diapazons no 30 līdz 50 mikroniem ir visvairāk "aizliegts" esošajiem pusvadītāju lāzeriem, kuru pamatā ir periodiskās tabulas III un V grupas elementi, spēcīgas paš absorbcijas dēļ. Bet šī negatīvā ietekme - tāpat kā Audera rekombinācija - ir ievērojami vājināta dzīvsudraba telurīdā, šoreiz lielās atomu masas dēļ, kas veido kristāla režģi. Tāpēc pētnieki jauno materiālu uzskata par daudzsološu izmantošanai lāzera tehnoloģijās.
Autors: Ņikita Ševcevs