Kolejny przełomowy laser
zieNa Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley powstał półprzewodnikowy laser, który potrafi wygenerować światło w wyjątkowo małej przestrzeni. Wystarczy mu do tego odległość zaledwie 5 nanometrów. To 100-krotnie mniej, niż potrzebują współczesne konwencjonalne lasery.
W normalnych warunkach światło nie może być skupione na przestrzeni mniejszej niż wynosi limit dyfrakcyjny, czyli na mniejszej niż połowa długości jego fali. Ostatnimi czasy uczeni zaczęli eksperymentować z plazmonami powierzchniowymi, czego wynikiem było skonstruowanie opisywanego przez nas niedawno spasera.
Wykorzystanie plazmonów jest jednak trudne, gdyż opory w metalu, na powierzchni którego powstają, prowadzą do ich natychmiastowego rozproszenia.
Zespół naukowców z Berkeley, pod kierownictwem Xiang Zhanga, pokonał tę przeszkodę tworząc hybrydowy materiał, w którym półprzewodnik z siarczku kadmu został oddzielony od metalowego podłoża 5-nanometrową warstwą izolacyjną. Strukturę taką nazwano hybrydowym falowodem plazmonowym. Dzięki niej udało się skupić światło w przestrzeni 100-krotnie mniejszej, niż było to możliwe wcześniej. Użycie półprzewodnika oznacza zaś, że nową technikę będzie można szybko dostosować do potrzeb przemysłu. Niewykluczone, że uda się wzmocnić oddziaływanie światła na materię, co pozwoli obserwować efekty tego oddziaływania, a to z kolei umożliwi skonstruowanie wyjątkowo wrażliwych bioczujników. Naukowcy wykazali też, że ich laser jest wydajny, może więc zostać wykorzystany w telekomunikacji czy do budowy układów scalonych.
Prace swoich kolegów z Berkeley pochwalili naukowcy z Purdue, twórcy pierwszego plazmonowego lasera. Zauważyli przy tym, że obu wynalazków dokonano w 50. rocznicę skonstruowania lasera i oba oznaczają ważny przełom w nanofotonice.
Komentarze (10)
sig, 31 sierpnia 2009, 15:06
Dało by się to wykorzystać do budowy "optycznej" elektroniki? skoro to laser półprzewodnikowy, to czasy grzejących się procesorów mogą niedługo odejść w niepamięć.
lucky_one, 31 sierpnia 2009, 16:17
Te lasery/spasery mają właśnie być stosowane między innymi w elektronice, z tego co było napisane w artykule o spaserach, o ile dobrze pamiętam. Przy czym na początku będzie to raczej tylko komunikacja i minie pewnie jeszcze dużo czasu zanim pozbędziemy się grzejących się procesorów.
Tym bardziej, że przyczyna nagrzewania się leży gdzie indziej - trzeba by mieć zrobione wszystko z nadprzewodnika, aby opór nie powodował transformacji energii elektrycznej w cieplną. A nadprzewodniki póki co muszą być silnie schłodzone, czyli na jedno wychodzi - tak czy siak trzeba chłodzić
Poza tym pozostaje też kwestia, że po części to grzanie jest nieodłącznym elementem obecnej elektroniki z jeszcze innego powodu - stosuje się półprzewodniki dlatego, że zależnie od przyłożonego napięcia mogą one przewodzić prąd lub nie. Na tej podstawie działają układy pamięci, różne bramki itd. Zatem taki półprzewodnik musi mieć pewną barierę, określoną właśnie oporem - a co za tym idzie, transformować część energii w ciepło, ilekroć tę energię otrzyma..
waldi888231200, 1 września 2009, 10:23
Myślę że kolejne procesory będą oparte o właściwości fal elektromagnetycznych .
mikroos, 1 września 2009, 11:35
Czyli, bądź co bądź, być może także o światło
Chociaż kto wie, kolejne generacje procesorów być może będą korzystały z krótszych fal, co mogłoby pozwolić na jeszcze większą miniaturyzację.
waldi888231200, 2 września 2009, 08:55
fale radiowe to światło , którego zmienność fazy można generować i kontrolować - to w widmie widzialnym jest za ''szybkie'' dla współczesnych półprzewodników .
mikroos, 2 września 2009, 10:17
Współczesne półprzewodniki wykorzystują prąd, a nie fale EM, więc i tak, i tak mówimy o przyszłości.
waldi888231200, 2 września 2009, 10:22
Prąd?? Jeśli elektron biegnie w drucie to nie jest próżnia magnetyczna - generuje światło. Wszystko świeci.
mikroos, 2 września 2009, 10:38
Ale zasadniczym nośnikiem informacji jest elektron, a nie fala. Fala jest w dzisiejszej elektronice tylko efektem ubocznym.
lucky_one, 2 września 2009, 14:01
otóż to, nawet więcej - w dzisiejszej elektronice fala jest niejednokrotnie niebezpiecznym zakłóceniem, przed którym urządzenia są wytłumiane..
Jedynymi wyjątkami, gdzie fala nie jest efektem ubocznym, jest chyba telewizja i sieci komórkowe, w których fala pełni rolę medium przekazującego informację.. Ale to tylko jedno ogniwo w systemie, który bazuje na elektronice używającej jednak elektronów.
Powiem więcej - elektronika nie bazuje na samych elektronach, gdyż one w przewodzie przemieszczają się stosunkowo wolno (podobno około 1cm/s). Chodzi natomiast o zmiany charakterystyki pola elektrycznego wytwarzanego przy przepływie tych elektronów - zmiany te zachodzą z prędkością światła
waldi888231200, 2 września 2009, 18:17
''Jeden ze szczęśliwych'' dobrze prawisz i mądrze kombinujesz (prędkość elektronu ze starych źródeł to 4,7m/sek).