Zientzialariek arrakastaz lortu dute giro-tenperaturan laser infragorria sortzea, eta horrek potentzia baxuagoko ponpa laserrak ekartzea espero da.

Thelaserrarakmunduko komunikazio optikoko sareak argiztatzeko erabiltzen diren erbioz dopatutako zuntzez edo III-V erdieroaleez egin ohi dira, haueklaserrarakzuntz optikoen bidez transmititu daitezkeen uhin-luzera infragorriak igor ditzake. Hala ere, aldi berean, material hau ez da erraza siliziozko elektronika tradizionalekin integratzea.

Ikerketa berri batean, Espainiako zientzialariek esan dutenez, etorkizunean zuntz optikoen bidez estali daitezkeen laser infragorriak edo silizioan zuzenean metatu daitezkeela CMOS fabrikazio prozesuaren baitan ekoiztea espero da. Bereziki diseinatutako barrunbe optiko batean integratutako puntu kuantiko koloidalak sor ditzaketela frogatu dutelaserrakomunikazio optikoko leiho batetik argia giro-tenperaturan.

Puntu kuantikoak elektroiak dituzten nano-eskala erdieroaleak dira. Elektroien energia-mailak benetako atomoen antzekoak dira. Puntu kuantikoen kristalen aitzindari kimikoak dituzten koloideak berotuz fabrikatu ohi dira, eta tamaina eta forma aldatuz doi daitezkeen propietate fotoelektrikoak dituzte. Orain arte, asko erabili izan dira hainbat gailutan, besteak beste, zelula fotovoltaikoetan, argi-igorleko diodoetan eta fotoi-detektagailuetan.

2006an, Kanadako Torontoko Unibertsitateko talde batek laser infragorrietarako berun sulfuroko puntu kuantikoen erabilera frogatu zuen, baina tenperatura baxuetan egin behar da elektroien eta zuloen Auger-en birkonbinazioa termikoki kitzikatzeko. Iaz, Nanjing-eko (Txina) ikertzaileek zilarrezko seleniuroz egindako puntuek sortutako laser infragorrien berri eman zuten, baina haien erresonatzaileak nahiko ez ziren praktikoak eta doitzeko zailak ziren.

Azken ikerketetan, Espainiako Bartzelonako Teknologia Institutuko Gerasimos Konstantatos eta bere lankideek feedback banatutako barrunbe batean oinarritu ziren giro-tenperaturan laser infragorriak lortzeko. Metodo honek sare bat erabiltzen du uhin-luzera-banda oso estua mugatzeko, laser modu bakarra lortuz.

Sarea egiteko, ikertzaileek elektroi izpien litografia erabili zuten zafiroaren substratuan ereduak grabatzeko. Zafiroa aukeratu zuten bere eroankortasun termiko handiagatik, ponpa optikoaren beroaren zatirik handiena ken baitezake; bero honek laserra birkonbinatzea eragingo du eta laser irteera ezegonkorra izango da.

Orduan, Konstantatosek eta bere lankideek berun sulfuroko puntu kuantikoko koloide bat jarri zuten 850 nanometrotik 920 nanometro arteko bederatzi saretan. Gainera, 5,4 nm, 5,7 nm eta 6,0 nm-ko diametroak dituzten hiru puntu kuantikoen tamaina ezberdin erabili dituzte.

Giro-tenperaturako proba batean, taldeak frogatu zuen laserrak sor ditzakeela komunikazioen c-bandan, l-bandan eta u-bandan, 1553 nm-tik 1649 nm-ra, zabalera osoa, balio maximoaren erdia, 0,9 bezain baxua izatera iritsiz. meV. Era berean, n-dopatutako berun sulfuroaren ondorioz, ponpaketa intentsitatea %40 inguru murriztu dezaketela aurkitu dute. Konstantatosen ustez, murrizketa honek potentzia baxuagoko ponpa laser praktikoagoetarako bidea zabalduko du, eta ponpaketa elektrikorako bidea ere zabalduko du.

Aplikazio potentzialei dagokienez, Konstantatosek esan zuen puntu kuantikoen irtenbideak CMOS laser-iturri integratu berriak ekar ditzakeela zirkuitu integratuetan edo horien artean komunikazio merkea, eraginkorra eta azkarra lortzeko. Gaineratu du laser infragorriak gizakiaren ikusmenerako kaltegabetzat jotzen direla kontuan hartuta, lidarra ere hobetu dezakeela.

Hala ere, laserrak erabili aurretik, ikertzaileek beren materialak optimizatu behar dituzte, uhin jarraitua edo pultsu luzeko ponpa iturriak dituzten laserrak erabiltzen direla frogatzeko. Horren arrazoia azpi-picosegundoko laser garesti eta handien erabilera saihestea da. Konstantatosek esan zuen: "Nanosegundo pultsuek edo uhin jarraituek diodo laserrak erabiltzeko aukera emango digute, ezarpen praktikoagoa bihurtuz".