Физики из Университета Техаса (Остин, США) совместно с коллегами из Тайваня, используя методы нанотехнологий, создали самый миниатюрный в мире полупроводниковый лазер, который может найти применение в самых разных областях техники – от высокоскоростной передачи и обработки данных до медицины, результаты этой работы опубликованы в журнале Science.

Миниатюрные полупроводниковые лазеры могут способствовать прорыву в фотонике – области физики и технологий, в основе которой лежит передача сигналов не с помощью электронов, как в электронике, а с помощью квантов света – фотонов.

Уменьшение размеров полупроводниковых лазеров необходимо для создания новых устройств, таких как сверхбыстрые компьютерные чипы и высокочувствительные биосенсоры для диагностики различных болезней.

Создание очень маленьких фотонных приборов ранее было ограничено так называемым дифракционным пределом, связанным с природой света, когда минимальные линейные размеры устройств определяются длиной волны излучения.

Американским и тайваньским физикам удалось создать устройство, которое позволяет преодолеть это ограничение.

Новый лазер, излучающий зеленый свет, создан на основе проволоки нанометровых размеров из нитрида галлия с добавлением нитрида индия-галлия. Сама нанопроволока располагается на поверхности слоя кремния, который, в свою очередь, накрывает тонкую и очень гладкую пленку из серебра.

Над совершенствованием материалов для нанолазера авторы работы под руководством профессора Чин-Кан Шина (Chih-Kang «Ken» Shih) работали 15 лет. Именно идеальная гладкость серебряной пленки, вплоть до отдельных атомов, является ключевым фактором успеха при создании нанолазера, так как позволяет избежать потерь при рассеивании света, отмечают ученые.

По их мнению, новый нанолазер может обеспечить развитие миниатюрных систем передачи информации, в которых отсутствуют потери, в частности, из-за нагрева, которые имеют место в микроэлектронных устройствах.