About / Advertise
Med hjälp av en kiselstruktur som emitterar ljus hoppas italienska forskare att så småningom konstruera en laser helt i kisel som skulle kunna kombineras med mikroelektronik på en enda krets.
Forskare vid universiteten i Trento och Catania i Italien har lyckats föra in nanometerstora kiselkristaller i en kiseldioxidmatris och har på så vis skapat en struktur som emitterar ljus. Kiselstrukturen ger en ljusförstärkning motsvarande den för GaAs och andra halvledare med direkt bandgap som används i lasrar.
Forskarna, som har publicerat sina resultat i tidskriften Nature, säger sig vara förvånade över det goda resultatet, som de menar demonstrerar att det i princip är möjligt att bygga lasrar av kisel.
Kiselpartiklarna i strukturen är små nog att ge upphov till betydande ljusförstärkande kvanteffekter. Ljusförstärkningen per partikel är visserligen många gånger mindre än för halvledare med direkt bandgap. Men tack vare att kiselpartiklarna är så små kan de packas mycket tätt, vilket resulterar i en stor ljusförstärkande yta. Den sammanlagda förstärkningseffekten blir därmed jämförbar med de som erhålls i konventionella strukturer.
Kiselstrukturen skapas genom att kiseldioxidmatrisen bombarderas med energirika joner. De inkorporerade kiselpartiklarna lyser därefter rött under ultraviolett laserljus. Enligt forskarna lyser partiklarna 10 000 gånger mer än vanligt bulkkisel. Forskarna har även kunnat påvisa den ljusförstärkande effekt som krävs för laserfunktion.
Kiselstrukturens effektivitet måste visserligen förbättras innan praktiska tillämpningar kan bli aktuella, men forskarna tror sig ha funnit en möjlig väg mot utvecklingen av intelligenta lasrar, det vill säga lasrar integrerade på samma krets som mikroelektronik.
Forskarna, som har publicerat sina resultat i tidskriften Nature, säger sig vara förvånade över det goda resultatet, som de menar demonstrerar att det i princip är möjligt att bygga lasrar av kisel.
Kiselpartiklarna i strukturen är små nog att ge upphov till betydande ljusförstärkande kvanteffekter. Ljusförstärkningen per partikel är visserligen många gånger mindre än för halvledare med direkt bandgap. Men tack vare att kiselpartiklarna är så små kan de packas mycket tätt, vilket resulterar i en stor ljusförstärkande yta. Den sammanlagda förstärkningseffekten blir därmed jämförbar med de som erhålls i konventionella strukturer.
Kiselstrukturen skapas genom att kiseldioxidmatrisen bombarderas med energirika joner. De inkorporerade kiselpartiklarna lyser därefter rött under ultraviolett laserljus. Enligt forskarna lyser partiklarna 10 000 gånger mer än vanligt bulkkisel. Forskarna har även kunnat påvisa den ljusförstärkande effekt som krävs för laserfunktion.
Kiselstrukturens effektivitet måste visserligen förbättras innan praktiska tillämpningar kan bli aktuella, men forskarna tror sig ha funnit en möjlig väg mot utvecklingen av intelligenta lasrar, det vill säga lasrar integrerade på samma krets som mikroelektronik.
Gittan Cedervall
