Обычно, если требуется поменять синий, зелёный и красный цвета подсветки какого-либо устройства (например, плеер Blu-Ray), то каждый раз нужно переключать три отдельных лазера, каждый из которых включает в себя различные полупроводниковые материалы, сообщает «WordScience.org».
Теперь же, инженерам из Брауновского университета (Rhode Island’s Brown University) в Род-Айленде удалось создать лазерные излучатели, испускающие лучи любого цвета в видимом диапазоне спектра, основой которых являются всё те же нанокристалльные полупроводники. Среди всего прочего, это новшество открывает двери для цифровых дисплеев, которые могли бы одновременно производить различные цвета лазерного света.
Работая с инженерами компании «QD Vision», Брауновская команда смогла создать «полупроводниковые частицы нанометровых размеров, больше известные, как коллоидные квантовые точки или нанокристаллы с внутренним ядром сплава кадмия и селена, покрытым нанометровой плёнкой из цинка, кадмия, серы и собственного органического молекулярного клея».
Размеры нанокристаллов/квантовых точек, которыми можно управлять в процессе их производства, определяют цвет лазерного луча — красный свет исходит от кристаллов с ядрами, размеры которых составляют 4,2 нанометра, зелёный свет — 3,2 нанометра, в то время как 2,5 нанометровые ядра приводят к голубому свету. Используя в спектре основные размеры между этими точками, могут быть осуществлены и другие цвета.
В то время, как размер ядра является основополагающей для изменения цвета, структуры кристаллов и внешнее покрытие также играют значимую роль — они уменьшают количество перекрёстных связей, которые происходят в процессе излучения когерентного света, что делает технологию гораздо более энергоэффективной. Другие исследователи пытались преодолеть перекрёстные связи очень простым способом — за счёт повышения входной мощности, хотя большая её часть заканчивается потерей в виде тепла.
В целях создания лазеров с использованием новых нанокристаллов, учёные использовали раствор содержащий кристаллы, в последствии нанесённые на куске стекла. После того, как жидкость высыхает (испаряется), полученную плёнку зажимают между двумя специальными зеркалами, что в конечном итоге приводит к так называемым вертикальным резонаторам — излучающих лазерами. Стекло может быть разрезано на несколько частей, тем самым увеличивая возможности применения этой технологии.
«Нам удалось показать, что благодаря квантовым точкам можно испускать не только свет, но и лазерное излучение», — сказал Арто Нурмикко, профессор машиностроения и руководитель данного проекта. «В принципе, теперь мы имеем некоторые преимущества: используя ту же химию для всех цветов, производство лазеров обойдётся в небольшую сумму, условно говоря, их можно будет прикреплять ко всем видам поверхностей независимо от формы».
Данное исследование было опубликовано в журнале «Nature Nanotechnology».
