«Сплюснутые» квантовые точки найдут применение в лазерных проекторах

Итогом сотрудничества учёных Университета Торонто, Лос-Аламосской Национальной лаборатории, Университета Вандербильта и многих других стал новый метод создания эффективных и ярких лазеров непрерывного действия.

В отличие от большинства современных коммерческих лазеров, имеющих фиксированную частоту излучения, новые устройства обеспечивают возможность регулировать её в широких пределах путём изменения размеров используемых ими наночастиц — квантовых точек.

Эти мельчайшие частицы находятся на стыке классической и квантовой физики и хорошо известны как яркие источники света. Способность поглощать большое количество энергии и переизлучать её на определенной частоте делает их перспективной основной для лазеров.

Впервые лазерное излучение коллоидных квантовых точек было продемонстрировано в Лос-Аламосской Национальной лаборатории 15 лет назад, но высокие тепловые потери ограничивали период непрерывной работы такого лазера несколькими наносекундами. Решить эту проблему удалось только сейчас, изменив форму синтезируемой в растворе наночастицы на сплюснутый сфероид с шарообразным ядром.

Несоответствие геометрий ядра и оболочки создаёт напряжение, которое воздействует на электронные состояния квантовой точки, уменьшая количество энергии, необходимое для запуска лазера. Как отмечается в публикации Nature, это снимает проблему перегрева и позволяет квантовым точкам излучать в лазерном режиме непрерывно.

В продемонстрированном командой концептуальном прототипе нового лазера квантовые точки возбуждались светом, но для коммерческого варианта авторы рассчитывают обеспечить электронную накачку. Кроме того, они планируют поднять выходную мощность до уровня милливатт или даже ватт, что важно для таких приложений, как лазерные проекторы.