Легирование усиливает излучение света нанолазерами на два порядка

В Австралийском Национальном Университете (ANU) ученым удалось улучшить продуктивность работы мельчайших полупроводниковых лазеров, добавляя примеси (атомы цинка) в их активный материал (арсенид галлия). Такие усовершенствованные нанолазеры смогут найти применение в недорогих биомедицинских датчиках, в квантовых компьютерах и в быстродействующем сетевом оборудовании.

«Изначально мы добавили цинк просто, чтобы улучшить электропроводность, никто обычно всерьёз не рассматривает нанокристаллы арсенида галлия на предмет излучения света, — рассказывает исследователь ANU, Тим Берджесс (Tim Burgess). — Только когда я случайно проверил эмиссию света стало ясно, что мы натолкнулись на открытие».

Присутствие примесей увеличивало количество испускаемого лазерами света в 100 раз. Помимо того, легированный цинком арсенид галлия имеет очень короткое время жизни носителей заряда. Оно составляет всего несколько пикосекунд, и это создает предпосылки для применения такого полупроводника в составе компонентов высокопроизводительной электроники.

Результаты исследование, представленные в статье для журнала Nature Communications, по мнению авторов, открывают возможность использования легирования для улучшения эффективности других светоизлучающих наноструктур и дальнейшего уменьшения размеров лазеров.