Fizicienii ruși au reușit să rezolve problema creării unei radiații laser cu infraroșu îndepărtat în structurile semiconductoare. Pentru a face acest lucru, au creat puțuri cuantice din telurură de cadmiu-mercur. Rezultatele au fost publicate în revista ACS Photonics.
Într-un laser convențional cu diode semiconductoare, radiația apare în timpul recombinării - anihilarea reciprocă a electronilor și a găurilor. Dar emisia de radiații dintr-un anumit interval este departe de singurul efect al acestui proces.
O parte din energie în timpul unei astfel de recombinații poate fi cheltuită pentru creșterea energiei electronilor din jur. Acest proces de „irosire” a perechilor de electroni-găuri în căldură se numește recombinarea Auger - în onoarea fizicianului francez Pierre Auger, care a descoperit acest efect.
Viteza procesului Auger crește puternic la semiconductori cu un mic interval de bandă. Dar aceste materiale sunt necesare pentru a crea lasere cu infraroșu îndepărtat. Și aceste lasere sunt la cerere în studiile asupra obiectelor biologice și problemelor de spectroscopie a gazelor.
Cercetătorii de la Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova și Institutul de Fizică a Microstructurilor din Academia Rusă de Științe din Nizhny Novgorod au propus o modalitate de a evita acest efect. Conform rezultatelor cercetărilor lor, telurura de cadmiu-mercur poate deveni materialul optim pentru aplicații cu laser.
Experimentele anterioare cu acest material au confirmat posibilitatea creării radiațiilor cu o lungime de undă de până la 20 microni. Dar, calculele autorilor au arătat că aceasta nu este limita, iar lungimea de undă a radiației poate fi crescută la 50 microni. Lungimea de undă cuprinsă între 30 și 50 microni este cea mai „interzisă” pentru laserele semiconductoare existente pe baza elementelor din grupele III și V ale tabelului periodic datorită unei autoabsorbții puternice. Dar acest efect negativ - ca recombinarea Auger - este foarte slăbit în telurida de mercur, de data aceasta din cauza masei mari de atomi care alcătuiesc zăpada de cristal. Prin urmare, cercetătorii consideră că noul material este promițător pentru utilizarea în tehnologiile cu laser.
Autor: Nikita Shevtsev
