Германий сделан пригодным для лазеров

Исследователи из ETH Zurich, Paul Scherrer Institute (PSI) и Politecnico di Milano совместно разработали метод изготовления германия, впервые делающий этот полупроводниковый материал пригодным для применения в лазерах. Как указывается в статье, опубликованной ими недавно в Nature Photonics, главной идеей предложенной технологии является создание в германии деформации растяжения, которая эффективно изменяет оптические свойства полупроводника.

Подвергнутый растяжению на 3% материал излучает приблизительно в 25 раз больше фотонов, чем в релаксированном состоянии, и этого, как уверяют авторы статьи, вполне достаточно для изготовления лазеров.

Для того, чтобы получить германий в растянутом виде используется явление возникновения легких напряжений в этом материале при его напылении на кремний. Для увеличения нагрузки полоса германия рассекалась посередине, причем между двумя половинками оставалась очень узкая перемычка. Напряжение в таком «микро-мостике» возрастает многократно — фактически, оно сопоставимо с нагрузками, возникающими при растяжении карандаша двумя грузовиками.

Столь большие силы приводят к деформированию материала: расстояние между отдельными его атомами немного возрастает, что позволяет электронам достигать энергетических уровней, благоприятных для излучения фотонов.

Участники проекта продолжают работу над созданием действующего германиевого лазера и прочат новой технологии большое будущее. Интегрированная в микрочипы она позволит размещать их компоненты гораздо плотнее, создав между ними оптические коммуникации, гораздо более быстрые и эффективные, чем сегодняшние, электронные.