Достигнут предел миниатюризации полупроводникового лазера
Международная группа во главе с доктором Карлосом Антоном-Соланасом (Carlos Anton-Solanas) и профессором Кристианом Шнайдером (Christian Schneider) из Университета Ольденбурга (Германия) сообщила в журнале Nature Materials о первом успешном опыте по генерированию среди экситон-поляритонов, расположенных в ультратонких полупроводниковых пластинах, необычного квантового состояния, известного как конденсат Бозе-Эйнштейна.
Этот процесс дает свет, аналогичный лазерному излучению, означая, что данное явление можно использовать для создания твёрдотельных лазеров наименьшего возможного размера.
В эксперименте, проводившемся на базе Вюрцбургского университета (Германия), гибридные квазичастицы экситон-поляритонов создавались в результате циклических возбуждений электронов фотонами в слое светочувствительного 2D-полупроводника диселенида молибдена толщиной менее нанометра, размещённого между двумя слоями других материалов, выполнявших роль отражателей для фотонов.
«Эта структура действует как клетка для света, — пояснил Антон-Соланас. — Физики называют её микрополостью».
Авторы охладили созданное ими устройство до нескольких градусов выше абсолютного нуля и стимулировали образование экситон-поляритонов с помощью коротких импульсов лазерного света. При достижении определенной интенсивности «накачки» произошло резкое увеличение светового излучения. В совокупности с другими доказательствами, это позволило учёным утверждать, что им удалось создать конденсат Бозе-Эйнштейна из экситон-поляритонов.
«Теоретически это явление можно использовать для создания источников когерентного света на базе всего лишь одного слоя атомов, — комментирует Антон-Соланас. — Это означало бы, что мы создали полупроводниковый лазер наименьшего размера».
Исследователи уверены, что с другими материалами тот же эффект может быть достигнут при комнатной температуре, что в долгосрочной перспективе сделало бы их открытие пригодным для практического применения. Первые эксперименты команды в этом направлении уже увенчались успехом.
«Устройства, способные управлять этими новыми состояниями света-материи, сулят технологический скачок по сравнению с существующими электронными схемами, — утверждает Антон-Соланас. — Оптоэлектронные цепи, работающие со светом вместо электрического тока, могли бы лучше и быстрее обрабатывать информацию, чем современные процессоры».