Les scientifiques ont d'abord conçu un laser RVB monolithique

Cultiver un nanosubstrat

Des scientifiques américains de l'Université de l'Arizona ont réussi pour la première fois à créer un laser RVB monolithique. Les éléments électroluminescents sont situés sur le même substrat nanométrique, et la couleur du faisceau émis peut être librement ajustée dans une large gamme, y compris la réception d'un faisceau blanc.

Un laser (laser, amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement », convertit la lumière en un rayonnement monochromatique cohérent (c.-à-d. Une seule couleur). Einstein a prédit l'existence de l'effet d'émission stimulé en 1916, et le premier laser basé sur un cristal de rubis artificiel a été fabriqué en 1960.

Une caractéristique distinctive du faisceau laser est une longueur d'onde constante (ou un ensemble discret de longueurs) ou une couleur spécifique. Ce que notre œil perçoit comme blanc est un ensemble achromatique de rayonnement avec différentes longueurs d'onde qui ont une puissance égale, il est donc impossible de produire un laser blanc.

Mais vous pouvez combiner le rayonnement de plusieurs lasers avec différentes longueurs d'onde. Si, par exemple, nous combinons des lasers de trois couleurs primaires (rouge, vert, bleu - RVB), nous obtenons une couleur blanche. Les systèmes laser combinant plusieurs faisceaux et donnant différentes couleurs sont largement utilisés dans divers domaines de l'activité humaine, y compris même les programmes de spectacles laser. Mais de tels appareils ne peuvent pas être fabriqués suffisamment petits pour être utilisés en microélectronique.



Dans les lecteurs optiques autrefois populaires et maintenant progressivement sortants, les lasers de différentes longueurs d'onde sont utilisés pour fonctionner avec différents types de lecteurs - CD, DVD, Blu-Ray. Par conséquent, dans les lecteurs universels, utilisez plusieurs lasers. Certes, Sony a fabriqué en 2003 un laser monolithique double bande en laboratoire pour une utilisation à la fois pour la gravure de disques CD-R / RW et DVD, mais il n'a pas atteint la production.



La création de lasers monolithiques s'est heurtée à des difficultés particulières liées au fait qu'il était nécessaire de combiner des semi-conducteurs aux caractéristiques très différentes dans une même structure. Les cristaux se distinguent par des constantes de réseau- la taille des cellules cristallines. La longueur d'onde du rayonnement émis par le laser dépend de ces constantes. Mais faire croître des cristaux combinés avec des constantes très différentes en utilisant des méthodes traditionnelles n'était pas possible.

Mais les scientifiques de l'Arizona ont réussi à créer une structure semi-conductrice composée de trois segments, chacun émettant des ondes dans sa propre gamme. Il se compose de zinc, de cadmium, de soufre et de sélénium, divisés en segments. Lorsque le substrat est excité, le cadmium et le sélénium émettent ensemble un rayonnement rouge, cadmium et vert soufre, et zinc et bleu soufre. Cette réalisation a été rendue possible grâce à plus de dix ans de recherches liées aux nanotechnologies. Pour la croissance des cristaux, la méthode du «double échange d'ions» a été utilisée.

Selon les scientifiques, les lasers sont une source de lumière plus efficace que les LED et plus de couleurs peuvent être transmises avec un laser. Selon le professeur Kun-Zhen Ning, qui a dirigé l'étude, selon leurs données, un laser monolithique est capable de reproduire 70% de couleurs en plus par rapport à la norme actuelle pour les écrans LED.

En plus de l'éclairage et des écrans, les lasers peuvent être utilisés pour développer le système de transmission de données Li-Fi le plus efficace. Ce système utilise l'éclairage de la pièce pour transmettre des données par des impulsions lumineuses en ligne de vue. Un tel système basé sur des LED, actuellement en cours de développement, devrait fournir des vitesses de transmission supérieures d'un ordre de grandeur aux capacités Wi-Fi actuelles. Dans le même temps, selon le chercheur, le laser Li-Fi peut être d'un ou deux ordres de grandeur plus rapide que celui à base de LED.

Source: https://habr.com/ru/post/fr382297/