Lasery rosną na krzemie
Inżynierom z University of California, Berkeley, udało się wyhodować lasery bezpośrednio na krzemowym podłożu. Daje to nadzieję na postęp w krzemowej fotonice i zbudowanie szybszych, bardziej wydajnych procesorów, czujników biochemicznych czy układów optoelektronicznych.
Krzem, stanowiący podstawę współczesnej elektroniki, nie nadaje się do generowania światła. Dlatego też specjaliści korzystają z innych półprzewodników do budowy komponentów optycznych. Problem jednak w tym, że ich łączenie z krzemem jest bardzo trudne. Próby hodowania warstw półprzewodników z grup III-V tablicy okresowej na krzemie to jak próby łączenia niepasujących do siebie puzzli. Można to zrobić ale materiał zostaje uszkodzony - mówi jeden z autorów najnowszych badań, Roger Chen.
Uczonym z Berkeley udało się pokonać przeszkody i wyhodowali na krzemowym podłożu nanokolumny z arsenku indowo-galowego. Dokonali tego w stosunkowo niskiej temperaturze 400 stopni Celsjusza, a ich proces jest skalowalny.
Wcześniejsze metody wymagały użycia temperatury powyżej 700 stopni co uszkadzało materiał i nie pozwalały na swobodne skalowanie.
Kalifornijscy naukowcy użyli techniki metalowo-organicznego osadzania z fazy gazowej. Technikę tę można potencjalnie wykorzystać w skali masowej, gdyż podobne metody są używane do przemysłowej produkcji baterii słonecznych czy LED-ów - mówi profesor Connie Chang-Hasnain.
Po wyhodowaniu nanokolumn uczeni dowiedli, że są one zdolne do generowania w temperaturze pokojowej światła podczerwonego o długości fali około 950 nanometrów.
Komentarze (1)
pio, 9 lutego 2011, 08:35
kilka uwag.
piszac 'Krzem, stanowiący podstawę współczesnej elektroniki, nie nadaje się do generowania światła.' dobrze byloby uzasadnic dlaczego. mimo ze odpowiedz jest dosc prosta nie kazdy ja zna.
rozumiem analogie do puzli, o czym wspominaja zreszta sami autorzy, odnosnie laczenia III-V i Si. nie jest to jednak jakas nadzwyczajna rewelacja. ogrom zagadnien w obrebie ciala stalego wiaze sie z tak czy owak niedopasowanymi materialami*. stad m.in. klopoty z praca laserow. niedopasowanie generuje defekty, a te poprzez procesy niepromieniste zwyczajnie zabijaja akcje laserowa. w przypadku InGaAs/Si niedopasowanie liczac na szybkiego wynosi ok. 5% przy 20% domieszkowaniu indem. uwaza sie, ze owe 5% niedopasowania to granica heteroepitaksji, powyzej ktorej nie da sie juz zapanowac nad dyslokacjami. niemniej sa materialy, ktore przy niedopasowaniu struktur krystalicznych i parametru sieci sporo ponad 10% potrafia rosnac bezdefektowo. oczywiscie w pracy Chena nalezy uwzglednic cala 'technologiczna kuchnie'.
hehe.. jest tu kilka zwrotow, ktore od razu rzucaja sie w oczy. co np. oznacza czesto pojawiajaca sie 'sklalowalnosc' ? jesli wziac pod uwage, ze oryginal pisany byl na modle amerykanska na co wskazuje 'uszkodzony material', to juz brak wyjasnienia owej skalowalnosci zaskakuje. takie niedomowienia rodem z politycznego swiatka skutkuja kompletnym brakiem zrozumienia przez czytajacego. w koncu nie od parady wypisujac rownanie z wielkosciami oznaczamy pieczolowicie kazda z nich. nawet gdyby mial to byc wzor na 'szkolna predkosc'.
odnosnie samego lasera, to swiecienie odbywa sie glownie ponizej 950 nm. oczywiscie ich celem jest przesuniecie sie poza absorpcje krzemu, tj. w wieksze dlugosci fali, przy ktorej Si jest transparentny.
ps. skalowalnosc wg autorow 'Nanopillar dimensions are linearly scalable with time with no critical dimensions observed' i dalej 'Since nanopillar cavities scale with growth time from the nanoscale throughout the microscale without critical dimensions, we can easily grow nanopillars to resonate at any wavelength of choice'.
_____
* jest tutaj zreszta zamieszczona notka: Walukiewicz i sk-a ( http://kopalniawiedzy.pl/ogniwo-sloneczne-pasmo-energetyczne-arsenek-galu-azot-Wladyslaw-Walukiewicz-Kin-Man-Yu-12410.html ), ktora niestety najezona jest bledami. przy okazji.. znowu pojawia sie koszmar typu 'metalowo-organicznego'