Российские физики создали «невозможный» лазер

Российские учёные из команды Дмитрия Федянина с помощью пластинок из алмазов с различными примесями создали лазер в несколько тысяч раз мощнее, чем это считалось ранее возможным.

Российские физики из Московского физико-технического института в Долгопрудном выяснили, что при создании лазеров и светодиодов один из эффектов может работать и в «чистых» полупроводниках. Ранее это считалось невозможным.

Об этом сообщает журнал Semiconductor Science and Technology, передаёт РИА Новости.

«Если в случае кремния и германия для этого требуются криогенные температуры, что ставит под вопрос ценность этого эффекта, то в таких материалах, как алмаз и нитрид галлия, он может наблюдаться уже при комнатной температуре. Это означает, что данный эффект можно использовать в создании устройств для массового рынка», — рассказывает сотрудник МФТИ Дмитрий Федянин.

Новые источники частиц света и экзотические материалы для них, не применявшиеся ранее — предмет изучения команды Федянина в последние несколько лет.

Двумя годами ранее учёным удалось создать «фотонные револьверы» из алмазов, содержащих примеси других элементов. Он выполняли свои функции при комнатной температуре. А в том году использовали распространённый и сравнительно дешёвый материал для создания сверхбыстрых лазеров, которые могли бы способствовать созданию сверхбыстрого интернета.

Теперь же физикам из команды Федянина удалось открыть эффект, который превращает алмазы материал будущего для создания компактных или просто крайне мощных полупроводниковых лазеров.

Проблема полупроводниковых лазеров в том, что внутри них сравнительно мало электронов и «дырок» (областей с положительным зарядом), которые во взаимодействии рождают фотоны.

Но ещё полвека тому назад учёные предложили решение этой проблемы в создании «сэндвича» из нескольких видов полупроводников, специально подобранных друг к другу. Тогда их эффективность возрастает в несколько раз.

Однако такой метод не позволял создавать мощные твердотельные лазеры на базе «чистого» кремния и других материалов, используемых при «печати» микросхем. Именно российские учёные опровергли это, добившись «невозможного» эффекта внутри «сэндвича» из алмазных пластинок с разными типами примесей: концентрация электронов внутри «сэндвича» оказалась в 10 тысяч раз большей, чем раньше представлялось возможным.

Можно использовать при этом не только алмазы, но и другие простые сверхпроводники со схожими свойствами, что сделает лазеры дешевле и мощнее, а светодиодные лампы - эффективнее.