Сегодня 14 мая 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → оптоэлектроника

В России создали рекордно маленький нанолазер для чипов, дисплеев и медицинских приборов

Исследователи из Санкт-Петербургского Института точной механики и оптики (ИТМО) создали самый маленький в мире нанолазер для широкого спектра применений. Светоизлучающий прибор, который в 5 тысяч раз меньше миллиметра, может послужить как основой оптоэлектронных чипов, так и элементом дисплеев и медицинских приборов для точной диагностики.

 Сергей Макаров. Источник изображения: Новый физтех ИТМО

Сергей Макаров. Источник изображения: Новый физтех ИТМО

«Ключевая идея предложенного дизайна нанолазера — использование нового механизма его работы за счет выстраивания сильной связи "свет-вещество". Это помогает значительно снизить порог его "включения". Излучение нанолазера имеет направленный характер, что позволяет эффективно собирать его в нашей оптической схеме и регистрировать на лабораторном спектрометре (прибор для фиксации, обработки и анализа волн света)», — рассказал Сергей Макаров, руководитель лаборатории гибридной нанофотоники и оптоэлектроники ИТМО.

Нанолазеры позволяют излучать свет с длиной волны намного большей, чем источник излучения. Особенно проблемно было получить источник «зелёных» фотонов. Разработка ИТМО преодолела это ограничение, прозванное в научной среде «зелёной ямой» (green gap). Предыдущий созданный в институте зелёный нанолазер был размером 310 нм. Новый удалось уменьшить до 200 нм.

В качестве светоизлучающего материала российские учёные использовали искусственно синтезированный перовскит — CsPbBr3 в форме кубоида. «Этот материал изучается в университете с 2017 года. За это время учёным удалось доказать, что он стабилен, имеет высокий коэффициент оптического усиления (позволяет использовать энергию света максимально эффективно), а главное — он лучше всего работает в зеленом спектре», — поясняется в пресс-релизе ИТМО.

Следует уточнить, что все поставленные до этого времени эксперименты проводились с оптической накачкой нанолазера. На следующем этапе учёные начнут опыты с электрической накачкой нанолазера, для чего материал поместили на металлическую подложку. Это уже путь к дисплеям на базе светоизлучающих нанолазеров.

Российские учёные создали прозрачные электроды для умных окон, оптоэлектроники и солнечных панелей

Ученые из Института автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН (Владивосток) разработали и испытали технологию производства прозрачных электродов с впечатляющим набором свойств. Электроды остаются одновременно прозрачными в широком диапазоне волн без потери электропроводности. Обычно возможно либо первое, либо второе. Разработка будет интересна для производительной оптоэлектроники, фотогенерации и умного остекления.

 Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Applied Electronic Materials. По факту российские исследователи первыми разработали электроды на основе дигерманида кальция (CaGe2) — соединения, состоящего из чередующихся двумерных слоев атомов кальция и германия. Учёные вырастили тончайшие плёнки этого материала, осаждая в вакуумной камере кальций и германий на подложку из оксида алюминия и проводя их температурную обработку при 750−850 °C.

Прозрачность полученных образцов преимущественно в инфракрасном диапазоне от 1000 до 4000 нм оказалась на уровне 78%. Затем был применён определённый технологический приём — образец «перфорировали» с помощью лазера, создав на нём что-то в виде клетчатого узора. Это сразу же увеличило прозрачность электрода до внушительных 90 % с одновременным расширением диапазона прозрачности в область видимого света. Электрод обрёл прозрачность в диапазоне от 400 до 7000 нм. Что важно, сопротивление практически не увеличилось, хотя объём токопроводящего материала существенно снизился.

Авторы исследования протестировали работу новых электродов в составе германиевого фотодетектора. Эксперимент показал, что чувствительность такого прибора на электродах из дигерманида кальция на 85 % превышает коммерческие аналоги. Кроме того, датчик оказался способен улавливать более широкий диапазон длин световых волн: 800–2200 нм по сравнению с 800–1900 нм у других подобных устройств.

 Источник изображения: ACS Applied Electronic Materials

Перфорация электрода фемтосекундным лазером и достигнутый при этом эффект. Источник изображения: ACS Applied Electronic Materials

«Самое очевидное и прямое применение полученных результатов — это развитие приборной базы телекоммуникационных технологий. Исследованные нами фотодетекторы и электроды чувствительнее аналогов, а также улавливают более широкий диапазон длин волн. Поэтому они помогут усовершенствовать линии оптической связи, например передачу интернет-трафика по оптоволокну», — рассказал участник проекта, Александр Шевлягин, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории оптики и электрофизики Института автоматики и процессов управления ДВО РАН.

Кроме использования в оптических приёмниках и передатчиках, а также в составе солнечных ячеек разработка может стать находкой для умного остекления. Например, окно с таким покрытием может быть освобождено от наледи и запотевания простым пропусканием тока по своей поверхности, что улучшит энергоэффективность помещений в холодные и сырые времена года.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Улучшенная графика, бесшовный мир и быстрые загрузки: Nintendo показала сравнение Hogwarts Legacy на Switch и Switch 2 56 мин.
GSC анонсировала улучшенный сборник S.T.A.L.K.E.R. Legends of the Zone Trilogy для ПК и консолей — дата выхода, бесплатный апгрейд и системные требования 2 ч.
«Яндекс Маркет» внедрил ИИ для превентивного выявления мошенничества 4 ч.
«Нас разорили»: сайты сравнения цен потребовали от Google компенсации на €12 млрд 4 ч.
Слухи: хакер украл данные 89 миллионов пользователей Steam и выставил их на продажу 4 ч.
Apple представила ИИ, который создаёт 3D-объекты и сцены всего из трёх фото 6 ч.
В Android появится режим усиленной защиты от взлома и перехвата звонков 8 ч.
Monster Hunter Wilds помогла Capcom достичь рекордных результатов восьмой год подряд 8 ч.
«У них уже закончились идеи»: ветеран Infinity Ward сравнил Call of Duty с «Симпсонами» 9 ч.
NSO Group продолжила шпионить за пользователями WhatsApp несмотря на иск Meta 10 ч.
Экс-главу китайского производителя чипов приговорили к смертной казни за коррупцию и хищение 2 ч.
$2849 за идеальный сон: Eight Sleep представила умную постель, которая борется с храпом и регулирует температуру 2 ч.
LG показала свои лучшие OLED-дисплеи и мониторы на их основе 2 ч.
Представлены умные часы Amazfit Balance 2 с 1,5-дюймовым AMOLED-дисплеем и 21-дневной автономностью 3 ч.
Смарт-кольцо «Сбера» должно было выйти в начале года — теперь названы новые сроки 3 ч.
Роботакси китайской Baidu скоро появятся на дорогах Европы 3 ч.
Space Forge запустит производство уникальных материалов для чипов и не только в космосе 4 ч.
Минцифры Хабаровского края завершило переход на систему резервного копирования YADRO TATLIN.BACKUP 4 ч.
DataVolt и Supermicro анонсировали $20-млрд сделку по ускоренному развёртыванию экологичных ИИ ЦОД 5 ч.
Китайцы нашли в образцах с Луны стеклянную бусину с необычным составом 6 ч.