Tyskt forskarresultat hjälper svenska lysdiodsforskare

En maser fungerar som en laser, men skickar ut mikrovågor istället för synligt ljus. Hittills har tekniken krävt kylning till oerhört låg temperatur, men nu har tyska forskare lyckats få en maser att fungera vid rumstemperatur. Ett genombrott som svenska forskare kring vita lysdioder betecknar som superintressant. (Bildgrafik: Hannes Kraus)

Sedan en tid arbetar en forskargrupp vid Linköpings universitet med att studera en ny typ av vit lysdiod, baserad på emission från kiselkarbid. Under sitt arbete har forskargruppen kunnat visa att ljus uppkommer men fram till nu har intensiteten varit låg.

Mikael Syväjärvi

– Vi har misstänkt att någon defekt står bakom det låga ljusutbytet, säger Mikael Syväjärvi som leder den svenska forskningen.

Men nu har en tysk forskargrupp vid universitetet i Würzburg – ledd av professor Vladimir Dyakonova och Dr. Georgy Astakhov – lyckats visa på fenomen som kan komma att hjälpa de svenska forskarna i sitt fortsatta arbete.

De tyska forskarna har lyckats skapa en maser som fungerar vid rumstemperatur. För det användes kiselkarbid, som ju består av kisel- och kolatomer arrangerade i ett gitter som ordnar atomerna i materialet.

Forskargruppen använde neutroner för att slå ut enstaka kiselatomer från gittret. Genom att skicka in ljus i kiselkarbid stimuleras emission av mikrovågor. Signalerna kommer från vakanser i materialet. Vakansen påverkar kiselkarbiden lokalt, och ändrar de elektroniska och optiska egenskaperna. Följden blir att mikrovågor kan stimuleras från vakanser i materialet.

Det riktigt intressanta är att den tyska forskargruppen visat att mikrovågorna stimuleras då strålningen har lägre energi än bandgapet i kiselkarbid. Traditionellt används strålning med energi större än bandgapet för att excitera en elektron från valensband till ledningsband. Elektronen kan sedan rekombinera på olika sätt. I kiselkarbid sker det oftast genom att bilda värme, inte ljus.

– Det är intressant att kiselvakanser kan ge upphov till optiska rekombinationer, säger Mikael Syväjärvi, som påpekar att det nu återstår en hel del spännande att utforska i det egna labbet.

Samtidigt studerar den tyska forskargruppen även hur de ska kunna använda vakanserna för att göra kvantdatorer genom att få fram kvantbitar. Det skulle kunna resultera i långt mer avancerade datorer än idag, menar forskarna.

Forskningsresultatet har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Nature Physics (länk).
 