На кристаллах перовскита: российские учёные создали один из самых маленьких в мире нанолазеров

Российские учёные разработали нанолазер, который работает на кристаллах искусственного материала перовскита размером не более 200 нанометров. Такие миниатюрные лазеры позволяют создавать электронику новых поколений, более компактную и производительную. По словам авторов работы, перовскит позволяет генерировать лазер зелёного спектра — ранее при создании нанолазеров такого типа у физиков возникали сложности.

• Gettyimages.ru
• © Charles O’Rear

Учёные ИТМО разработали один их самых маленьких в мире нанолазеров на основе кристаллов искусственного материала. Размер частиц, которые генерируют лазерный луч, — всего 200 нанометров. Об этом RT сообщили в пресс-службе ИТМО.

Несколько лет назад физики в разных странах начали разрабатывать новый тип лазеров — нанолазеры. По своему устройству они похожи на обычные, но имеют очень маленькие размеры и резонатор — систему, в которой накапливается энергия для генерации лазерного луча. Размеры нанолазеров исчисляются в сотнях нанометров (один нанометр в миллион раз меньше миллиметра). Сегодня с помощью таких устройств создаются чипы для электроники нового поколения — всё более компактной и производительной. Технологический прогресс в этой области требует создания ещё более компактных компонентов, а для этого нужны ещё более миниатюрные нанолазеры.

• Нанолазер
• Gettyimages.ru
• © Михаил Руденко

Ранее специалисты ИТМО предложили использовать в качестве основы для нанолазера частицы искусственно созданного в лаборатории минерала — перовскита. Учёные выяснили, что материал стабилен и имеет хорошие оптические свойства, а главное, он лучше других работает в зелёном спектре. Долгое время этот диапазон был наиболее проблемным для создания компактных лазеров, так как зелёные лучи в три раза короче инфракрасных, используемых в классических микролазерах.

«Ключевая идея предложенного дизайна нанолазера — использование нового механизма его работы за счёт выстраивания сильной связи «свет — вещество». Это помогает значительно снизить порог его «включения». Излучение нанолазера имеет направленный характер, что позволяет эффективно собирать его в нашей оптической схеме и регистрировать на лабораторном спектрометре», — рассказал RT руководитель проекта, доктор физико-математических наук, руководитель лаборатории гибридной нанофотоники и оптоэлектроники ИТМО Сергей Макаров.

В новой работе учёные смогли уменьшить размер кристалла перовскита с 310 до 200 нанометров и разместить частицу на металлическое основание. Это открывает возможности для создания нанолазера, который будет накачиваться (активироваться. — RT) электричеством, а не другим лазером, как это происходит сейчас.

По словам разработчиков, миниатюрные электрические нанолазеры позволят создавать микропиксели в VR-очках, медицинских приборах мониторинга состояния здоровья человека, а также в многофункциональных оптических чипах.

Источник