Lidt urenhed får nanolasere til at skinne

Forskere ved ANU (The Australian National University) har forbedret ydeevnen af ​​små lasere ved at tilføje urenheder, i en opdagelse, der vil være central for udviklingen af ​​billige biomedicinske sensorer, kvanteberegning, og et hurtigere internet.

Forsker Tim Burgess tilføjede zinkatomer til lasere en hundrededel af diameteren af ​​et menneskehår og lavet af galliumarsenid - et materiale, der bruges i vid udstrækning i smartphones og andre elektroniske enheder.

Urenhederne førte til en 100 gange forbedring i mængden af ​​lys fra laserne.

"Normalt ville du ikke engang gider at lede efter lys fra nanokrystaller af galliumarsenid - vi tilsatte oprindeligt zink blot for at forbedre den elektriske ledningsevne, " sagde hr. Burgess, en ph.d.-studerende ved ANU Research School of Physics and Engineering.

"Det var først, da jeg tilfældigvis tjekkede for lysemission, at jeg indså, at vi var ude i noget."

Galliumarsenid er et almindeligt materiale, der bruges i smartphones, fotovoltaiske celler, lasere og lysdioder (LED'er), men er udfordrende at arbejde med på nanoskala, da materialet kræver en overfladebelægning, før det vil producere lys.

Tidligere ANU-undersøgelser har vist, hvordan man fremstiller passende belægninger.

Det nye resultat supplerer disse succeser ved at øge mængden af ​​lys, der genereres inde i nanostrukturen, sagde forskningsgruppeleder professor Chennupati Jagadish, fra ANU Research School of Physics Sciences.

"Det er en spændende opdagelse og åbner muligheder for at studere andre nanostrukturer med forbedret lysemissionseffektivitet, så vi kan formindske størrelsen af ​​laserne yderligere, " han sagde.

Burgess sagde, at tilsætningen af ​​urenheden til galliumarsenid, en proces kaldet doping, forbedret ikke kun lysemissionen.

"Det dopede galliumarsenid har en meget kort bærerlevetid på kun et par picosekunder, hvilket betød, at den ville være velegnet til brug i højhastighedselektronikkomponenter.

"Dopingen har virkelig givet disse nanolasere en præstationsfordel."

Forskningen er publiceret i Naturkommunikation .