Az orosz fizikusok képesek voltak megoldani a félvezető-struktúrákban a távoli infravörös lézersugárzás létrehozásának problémáját. Ennek érdekében kvantum kutak létrehoztak kadmium-higany-telluridból. Az eredményeket az ACS Photonics folyóiratban tették közzé.
Egy hagyományos félvezető dióda lézerben a sugárzás rekombináció során fordul elő - az elektronok és a lyukak kölcsönös megsemmisítése. De egy bizonyos tartományba eső sugárzás emissziója messze nem egyedüli ennek a folyamatnak a hatása.
Az ilyen rekombináció során az energia egy része felhasználható a környező elektronok energiájának növelésére. Az elektron-lyukpárok hőbe pazarlásának ezt a folyamatát Auger-rekombinációnak nevezzük - ez a hatás felfedezte a Pierre Auger francia fizikus tiszteletére.
Az Auger-folyamat sebessége erősen növekszik a kis sávszélességű félvezetőknél. De ezekre az anyagokra van szükség a távoli infravörös lézerek létrehozásához. És ezekre a lézerekre van szükség a biológiai tárgyak és a gáz-spektroszkópia problémáinak vizsgálatához.
A Moszkva Fizikai és Technológiai Intézet és az Orosz Tudományos Akadémia Nyizsnyij Novgorod kutatói javaslatot tettek erre a hatásra. Kutatásaik eredményei szerint a kadmium-higany-tellurid optimális anyaggá válhat a lézeres alkalmazásokban.
Az ezzel az anyaggal végzett korábbi kísérletek megerősítették a 20 mikron hullámhosszú sugárzás létrehozásának lehetőségét. A szerzők számításai azonban kimutatták, hogy ez nem a határ, és a sugárzási hullámhossz 50 mikronra növelhető. A 30-50 mikron hullámhossz-tartomány a "tiltott" a meglévő félvezető lézereknél, amelyek a periódusos rendszer III és V csoportjaira épülnek, az erős önelnyelés miatt. De ezt a negatív hatást - mint például az Auger rekombinációját - jelentősen gyengíti a higany-tellurid, ezúttal a kristályrácsot alkotó nagy atomtömeg miatt. Ezért a kutatók az új anyagot ígéretesnek tartják a lézertechnológiákban történő felhasználás szempontjából.
Szerző: Nikita Shevtsev
