Kürzlich gab ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Forschern der ITMO-Universität (Russland) bekannt, dass es den weltweit kompaktesten Halbleiterlaser im sichtbaren Lichtbereich bei Raumtemperatur entwickelt hat. Bei diesem Laser handelt es sich um ein Nanopartikel mit einer Größe von nur 310 Nanometern (3000 mal kleiner als ein Millimeter), das bei Raumtemperatur grünes, kohärentes Licht erzeugen kann und sogar durch ein optisches Standardmikroskop zu sehen ist.
Erwähnenswert ist, dass Wissenschaftler den grünen Teil des sichtbaren Lichtbandes erfolgreich überwunden haben. Der Hauptforscher dieses Artikels, Sergey Makarov, Professor an der School of Physics and Engineering der ITMO University, sagte: "In modernen lichtemittierenden Halbleitern gibt es auf dem Gebiet ein Problem der "grünen Lücke"." Die grüne Lücke bedeutet, dass die Quanteneffizienz herkömmlicher Halbleitermaterialien, die in Leuchtdioden verwendet werden, im grünen Teil des Spektrums stark abnimmt. Dieses Problem behindert die Entwicklung von Raumtemperatur-Nanolasern aus herkömmlichen Halbleitermaterialien. . "
Das Forschungsteam der ITMO-Universität wählte Perowskithalogenid als Material für seinen Nanolaser. Herkömmliche Laser bestehen aus zwei Schlüsselelementen: einem aktiven Medium, das eine kohärente Anregung und Emission ermöglicht, und einem optischen Resonator, der hilft, elektromagnetische Energie für eine lange Zeit im Inneren einzugrenzen. Perowskit kann diese beiden Eigenschaften liefern: eine bestimmte Form von Nanopartikeln kann sowohl als aktives Medium als auch als hocheffizienter Resonator fungieren. Die Wissenschaftler haben erfolgreich 310 Nanometer große Teilchen entwickelt, die, wenn sie von Femtosekunden-Laserpulsen angeregt werden, Laserstrahlung bei Raumtemperatur erzeugen können.
Tatsächlich hat das Volumen der kleinen Laser in der Regel eine kubische Beziehung zur emittierten Wellenlänge, und da die Wellenlänge des grünen Lichts nur 1/3 des Volumens von Infrarotlicht beträgt, können grüne Laser verkleinert werden. Dies ist für die Herstellung von ultrakompakten Komponenten für zukünftige optische Computersysteme von entscheidender Bedeutung.