Nanolazerii deschid oportunități vaste pentru crearea de noi materiale și tehnologii: de la monitoare și televizoare virtuale până la mantale de invizibilitate.
Primii care au realizat acest lucru au fost cercetătorii companiei sud-coreene - au proiectat un afișaj color complet bazat pe așa-numitele "puncte cuantice". Punctele cuantice sunt nanocristalele semiconductoare care fluoresc în culori diferite, în funcție de mărimea lor. Creat de oamenii de știință asiatici, ecranul de patru inci nu era încă prea luminos și este un exemplu demonstrativ. Cum de a consolida luminozitatea? Această problemă este rezolvată în comun de Institutul de Automatizare și Electrometrie și de Institutul de Chimie Anorganică al SB RAS. Punctele cuantice sunt atașate la nanoparticulele de metale nobile.
- Un astfel de sistem va funcționa ca un nanolaser. Aici, punctele cuantice servesc ca mediu activ, iar rezonatorul este o nanoparticulă metalică, în care apar valuri de plasmă de suprafață. Ele se datorează oscilațiilor colective ale electronilor de conducere în raport cu ionii. Punctele cuantice servesc ca donatori de energie pentru oscilații plasmonice. Modul de oscilații electromagnetice care apar într-un astfel de nanolaser corespunde lungimii de undă a luminii de rezonanță plasmonică, care este determinată de tipul de metal și de forma nanoparticulelor. Și dacă luăm metale diferite, atunci nanolaserul se va dovedi a fi de diferite culori: argintul oferă o culoare albastră, aurul este verde și cuprul este roșu ", spune Alexander Plekhanov, șeful Laboratorului de Fizică a Laserului IAEE.
In timp ce de la nanolasere Novosibirsk a reușit să producă o dimensiune nanoparticulă de aur de 10 nanometri, care este format în jurul coajă de siliciu 6 nanometri umplut cu colorant. Nanolasere plasate în porii filmului solid subțire așa-numita „cristal fotonic“, ceea ce reduce semnificativ pragul lasing și generează nanolasere radiații direcționale. Această structură poate fi comparată cu faguri de albine, ale căror dimensiuni sunt de ordinul a zece nanometri. Anterior, astfel de molecule nanoscale au fost obținute de oamenii de știință din Statele Unite numai în faza lichidă. Dar pentru nevoile tehnologiilor IT avem nevoie de structuri solide de film.
Monitor astfel de nanolasere va avea un avantaj distinct față de tehnologia existentă - atât în termeni de fiabilitate și durabilitate, precum luminozitatea și calitatea imaginii. Cu toate acestea, această posibilitate de lasere din microcosmos nu este în nici un caz epuizată.
- O caracteristică unică a nanolaserului este că dimensiunile sale sunt mult mai mici decât lungimea de undă a luminii emise de acesta. Este comparabil cu dimensiunea virusului, și vă permite să facă un pas important înainte în domeniul biomedicinei, în cazul în care acesta poate fi folosit ca o etichetă în studiul de celule individuale sau chiar molecule individuale - explică doctor în științe fizico-matematice, Alexander Plehanov.
Oamenii de știință speră că nanolaserul va putea ajuta la crearea unei noi generații de nanoelectronică ultra-rapidă, în care lumina va înlocui curentul electric. În plus, se discută ideea utilizării unui sistem de astfel de dispozitive la scară nanometrică pentru a crea metamateriale, ale căror proprietăți până acum păreau imposibile și contradictorii legilor fizicii. Cu ajutorul lor puteți obține efectul "invizibilității" - atunci când lumina curge astfel în jurul cristalului fotonic, ca și când nu există nici o barieră pentru el și observatorul nu poate observa nimic. Cu toate acestea, astăzi, cum să ne schimbăm viața, inovațiile tehnice bazate pe metamateriale, astăzi putem ghici numai.
Trimiteți-le prietenilor: