ساخت کوچکترین لیزر نیمه رسانای جهان
#
تهران ، خبرگزاری جمهوری اسلامی 88/07/19
علمی آموزشی.فناوری.لیزر
محققان کوچکترین لیزر نیمه رسانای جهان را که قادر به تولید نور مریی در
فضایی کوچک تر از اندازه یک مولکول پروتئین است، خلق کردند.
به گزارش روز یکشنبه ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، این گروه نه
تنها توانست به طور موفقیت آمیزی نور را در فضای بسیار کوچک فشرده کند
بلکه توانست روش تازه ای برای جلوگیری از اتلاف آن و در نتیجه رسیدن به
عمل لیزری پیدا نماید.
مدیر بخش علوم و مهندسی نانومقیاس دانشگاه کالیفرنیا در برکلی، زیانک
ژانک، گفت: این کار تصورات سنتی از محدودیت های لیزر را در هم می شکند و
پیشرفت بزرگی در کاربردهای زیست پزشکی، مخابرات و محاسبات ایجاد می کند.
درحالی که که عقیده رایج این است که یک موج الکترومغناطیس مانند نور لیزر
نمی تواند در ابعادی کوچکتر از نصف طول موجش متمرکز شود، گروه های
تحقیقاتی در نقاط مختلف دنیا توانستند با استفاده از برهم کنشی به نام
پلازمون های سطحی که در آن نور به الکترون هایی که در سطوح فلزات به طور
جمعی نوسان می کنند، پیوند داده می شود؟ نور را در ابعاد کوچکتر از چند
ده نانومتر متمرکز کنند.
دانشمندان در حال رقابت سخت برای تولید و استفاده از این برانگیختگی های
ریز نوری و ساخت لیزرهای پلازمون سطحی هستند.
با این حال، مقاومت ذاتی فلزات باعث می شود که این پلازمون های سطحی
تقریبا بلافاصله بعد از تولید از بین بروند و یک چالش بحرانی در رسیدن به
میدان الکترومغناطیسی اولیه که لازمه آغاز فرایند لیزری است، ایجاد نمایند
ژانک و گروه تحقیقاتی وی با جفت کردن یک نانوسیم سولفید کادمیوم و یک
سطح نقره، که یک گپ عایق به ضخامت تنها 5 نانومتر بین آنها قرار می گیرد،
توانستند اتلاف نور را متوقف کنند.
در این ساختار، نور در ناحیه گپی که ابعادش 20 مرتبه از طول موج نور
کوچکتر است، ذخیره می گردد. از آنجا که قسمت اعظم انرژی نور در این گپ
غیرفلزی کوچک قرار می گیرد، اتلاف آن به طور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد.
در نهایت، این محققان با تحت کنترل درآوردن اتلاف از طریق این طراحی
هیبریدی منحصر به فرد توانستند کار را بر روی تقویت نور شروع کنند.
افزایش آهنک گسیل خودبه خودی نور می تواند علامت خوبی برای قابلیت این نوع
برهم کنش باشد؟ این محققان یک افزایش شش برابری در آهنک گسیل خودبه خودی
نور در یک گپ 5 نانومتری را اندازه گیری کردند.
نتایج این تحقیق در مجله Nature منتشر شده است.
