Ruští fyzici dokázali vyřešit problém vytváření daleko infračerveného laserového záření v polovodičových strukturách. Za tímto účelem vytvořili kvantové studny z teluridu kadmia a rtuti. Výsledky byly publikovány v časopise ACS Photonics.
V konvenčním polovodičovém diodovém laseru dochází k radiaci během rekombinace - vzájemné ničení elektronů a děr. Emise záření určitého rozsahu však zdaleka nejsou jediným účinkem tohoto procesu.
Část energie během takové rekombinace může být vynaložena na zvýšení energie okolních elektronů. Tento proces „plýtvání“párů elektronových děr do tepla se nazývá Augerova rekombinace - na počest francouzského fyzika Pierra Augera, který tento účinek objevil.
Rychlost Augerova procesu se silně zvyšuje v polovodičích s malou mezerou v pásmu. Ale jsou to tyto materiály, které jsou potřeba k vytvoření daleko infračervených laserů. A právě tyto lasery jsou žádány při studiu biologických objektů a problémů plynové spektroskopie.
Vědci z Moskevského fyzikálního a technologického institutu a Ústavu fyziky mikrostruktur Ruské akademie věd v Nižním Novgorodu navrhli způsob, jak tento efekt obejít. Podle výsledků jejich výzkumu se telurid kadmia a rtuti může stát optimálním materiálem pro laserové aplikace.
Předchozí experimenty s tímto materiálem potvrdily možnost vytvoření záření s vlnovou délkou až 20 mikronů. Výpočty autorů však ukázaly, že to není limit a vlnová délka záření může být zvýšena na 50 mikronů. Rozsah vlnových délek od 30 do 50 mikronů je nejvíce „zakázán“pro stávající polovodičové lasery založené na prvcích skupin III a V periodické tabulky kvůli silné vlastní absorpci. Ale tento negativní účinek - jako Augerova rekombinace - je značně oslaben v rtuťovém teluridu, tentokrát kvůli velké hmotnosti atomů, které tvoří krystalovou mříž. Proto vědci považují nový materiál za slibný pro použití v laserových technologiích.
Autor: Nikita Shevtsev