У переважній більшості випадків всі створені на даний момент часу нанолазери - лазери, що мають мікроскопічні розміри - приводяться у дію за рахунок зовнішнього джерела світла, ще одного лазера, правда, вже не нанорозмірного. Такі нанолазери не виділяють тепла і не розсіюють багато енергії, що надходить до них, за рахунок чого вони успішно працюють при кімнатній температурі.

Незважаючи на такі характеристики, використання такого типу нанолазерів не скрізь є прийнятним, особливо у галузі мікроелектроніки, внаслідок необхідності використання додаткового лазера. Вчені вже досить давно розробили нанолазери, які працюють просто від електричного струму, але як і будь-який інший напівпровідниковий прилад, такі нанолазери виділяють достатньо велику кількість тепла, яке потрібно від них відводити. Тому вони не можуть нормально працювати при кімнатній температурі внаслідок значного перегріву їх мікроскопічної структури.

Нанолазери дуже важливі для подальшого розвитку галузі мікроелектроніки та збереження істинності закону Гордона Мура, який останнім часом починає зустрічати на своєму шляху все більше і більше перешкод. Але їх широкому впровадженню поки заважає відсутність нанолазерів, здатних нормально працювати при кімнатній температурі і використовувати лише енергію електричного струму. І дослідникам з університету Арізони (Arizona State University, ASU) нарешті вдалося побороти всі фізичні і технологічні обмеження, створивши електричний нанолазер, вільний від усіх перерахованих вище недоліків. Слід зауважити, що дослідникам, під керівництвом професора Кун-Чжен Нінга (Cun-Zheng Ning), було не так просто досягти позитивних результатів, їх успіх увінчав їх наполегливі зусилля та дослідження, що проводились протягом семи років.

Для створення нового нанолазера Нінг і його команда використали складну структуру, у якій чергуються шари фосфіду індію, арсеніду індію-галію і знову фосфіду індію (InP / InGaAs / InP), сформовану у вигляді прямокутника. У якості ізолятора використовувався нітрид кремнію (SiN), який відділяв внутрішню структуру нанолазерів від зовнішньої оболонки з шару срібла, яка одночасно виконувала роль тепловідводу. Слід зауважити, що така структура мікроскопічного електричного лазера була розроблена вченими вже досить давно, але попередні зразки таких лазерів страждали від проблеми перегріву і могли працювати лише при низькій температурі навколишнього середовища. На цей раз вченим вдалося підібрати товщину ізоляційного шару SiN і вдосконалити процес виготовлення лазера так, що була вирішена проблема ефективного охолодження його внутрішньої структури.

"Незважаючи на відносну зовнішню простоту нашого досягнення навіть важко собі уявити наскільки складно було все це виконати у нанометровому масштабі. У такому маленькому масштабі будь-яка дрібна проблема стає великою і будь-яка помилка призводить до повної непрацездатності кінцевого пристрою. Нам довелося розбити процес виробництва на кілька етапів і кожен з цих етапів досить складний "- пояснив професор Кун-Чжен Нінг у випущеному прес-релізі.

Досягнення команди професора Кун-Чжен Нінга відкриває шлях до масового виробництва нанолазерів, які можуть влаштувати невеличку революцію у галузі мікроелектроніки. Ці нанолазери можуть значно прискорити процесори майбутніх комп'ютерів, розширити смугу оптичних комунікаційних каналів, використовуватися у чипах різноманітних датчиків та у багатьох інших пристроях, які можуть повністю змінити електроніку майбутнього.

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: dailytechinfo.org