Fisikawan Rusia mampu memecahkan masalah pembuatan radiasi laser infra merah jauh dalam struktur semikonduktor. Untuk melakukan ini, mereka menciptakan sumur kuantum dari telurida kadmium-merkuri. Hasilnya dipublikasikan di jurnal ACS Photonics.
Dalam laser dioda semikonduktor konvensional, radiasi terjadi selama rekombinasi - saling memusnahkan elektron dan lubang. Tetapi emisi radiasi dalam kisaran tertentu bukanlah satu-satunya efek dari proses ini.
Sebagian energi selama rekombinasi tersebut dapat digunakan untuk meningkatkan energi elektron di sekitarnya. Proses "membuang" pasangan lubang elektron menjadi panas ini disebut rekombinasi Auger - untuk menghormati fisikawan Prancis Pierre Auger, yang menemukan efek ini.
Laju proses Auger meningkat tajam pada semikonduktor dengan celah pita kecil. Tetapi bahan-bahan inilah yang dibutuhkan untuk membuat laser inframerah jauh. Dan laser inilah yang dibutuhkan dalam studi objek biologis dan masalah spektroskopi gas.
Para peneliti dari Institut Fisika dan Teknologi Moskow dan Institut Fisika Struktur Mikro dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia di Nizhny Novgorod telah mengusulkan cara untuk menyiasati efek ini. Menurut hasil penelitian mereka, cadmium-mercury telluride dapat menjadi bahan yang optimal untuk aplikasi laser.
Eksperimen sebelumnya dengan bahan ini telah mengkonfirmasi kemungkinan menciptakan radiasi dengan panjang gelombang hingga 20 mikron. Tetapi perhitungan penulis telah menunjukkan bahwa ini bukanlah batasnya, dan panjang gelombang radiasi dapat ditingkatkan hingga 50 mikron. Rentang panjang gelombang dari 30 hingga 50 mikron adalah yang paling "terlarang" untuk laser semikonduktor yang ada berdasarkan elemen golongan III dan V dari tabel periodik karena penyerapan sendiri yang kuat. Tetapi efek negatif ini - seperti rekombinasi Auger - sangat lemah dalam merkuri telurida, kali ini karena massa atom yang besar yang menyusun kisi kristal. Oleh karena itu, para peneliti menganggap material baru ini menjanjikan untuk digunakan dalam teknologi laser.
Penulis: Nikita Shevtsev
