Ученые Пензенского государственного университета (ПГУ) разработали новый способ создания энергосберегающих лазеров с помощью технологии перестройки длины его волны. Открытие может найти широкое применение в разработке квантовых компьютеров, при изготовлении микросхем, в спектроскопии при изучении состава веществ, медицине и системах передачи информации. Об этом «Газете.Ru» рассказали в Минобрнауки России.
Изобретение ученых относится к устройствам на основе квантовых молекул. В отличие от обычных молекул, которые представляют собой атомы, соединенные химической связью, квантовые молекулы – это две квантовые точки, находящиеся недалеко друг от друга и взаимодействующие между собой.
«Квантовые точки (их иногда называют искусственным атомами) – это маленькие частички вещества сферической или другой формы, в которых электроны не могут свободно двигаться. Они ограничены в трех направлениях. Из-за этого у электронов дискретный спектр энергии примерно такой же, как в атомах. Сами квантовые точки по сравнению с атомами довольно велики, и состоят из множества атомов», – объяснил «Газете.Ru» один из авторов работы, сотрудник ПГУ Алексей Разумов.
Научный коллектив открыл интересную закономерность взаимодействия двух квантовых точек. Между искусственными атомами возникает туннельный эффект (туннелирование) – микрочастицы, содержащиеся в одной квантовой точке, преодолевают барьер, словно проходят сквозь стену, и энергия из одной точки попадает в другую.
Самое главное ноу-хау ученых ПГУ состоит в том, что они научились контролировать количество переходящих электронов при туннелировании. Это было сделано при помощи электрического поля, в которое помещают квантовую молекулу.
«В электрическом поле электроны становятся управляемыми. Мы сможем добавлять и убавлять их. Тем самым мы сможем менять интенсивность света, излучаемого этим лазером», — добавил Разумов.
Таким образом ученым удалось одними из первых удалось перестроить длину волны лазерной генерации из инфракрасного диапазона в диапазон видимого света. Преобразователь лазерного излучения можно использовать везде, где информация передается с помощью света.