Литовские и японские исследователи развивают серебряный нанолазер

Недавно исследователи из Технологического университета Каунас (KTU) в Литве и Национальный институт материаловедения в Цукубе, город Ибараки, Япония, объединились, чтобы успешно разработать новый тип нанолазера на основе серебряных нанокубов.
Хотя его структура настолько крошечная, что ее можно наблюдать только с помощью мощного микроскопа, исследовательская группа уверена в своих потенциальных приложениях.
Нанолазера имеет потенциал для широкого спектра приложений в таких областях, как ранняя медицинская диагностика, передача данных и технологии безопасности, а также ожидается, что он также станет важным инструментом для изучения взаимодействий света. То, как свет усиливается и генерируется лазером, варьируется от применения к применению, определяя цвет излучения и качество лазерного луча.
По словам соавтора изобретения, доктора Юд-Наса из Mindaugas KTU, «нано-лазеры используют структуры в миллион раз меньше миллиметра для генерации и усиления света, а их лазерное излучение генерируется в очень маленьком объеме материала».
Несмотря на то, что исследования и разработки нанолазеры продолжались в течение некоторого времени, версия KTU и его японских партнеров уникальна в процессе производства. Они использовали нанокубы серебра, которые аккуратно расположены на поверхности и заполнены оптически активным материалом, чтобы создать механизм, необходимый для усиления света и создания лазерного эффекта.
«Серебряные нанокубы, как чрезвычайно маленькие частицы серебра, с отличными оптическими свойствами, являются основным компонентом нашего нанолазера». сказал исследователь Джуод Нас из Института материаловедения KTU.
Нанокубы были синтезированы с помощью уникального процесса, изобретенного партнерами KTU в Японии, чтобы обеспечить их точную форму и качество. Затем кубики были расположены в двумерную структуру с использованием процесса самосборки наночастиц. В этом процессе частицы естественным образом выровнены из жидкой среды на предварительно разработанный шаблон.
Когда параметры шаблона соответствуют оптическим свойствам нанокубов, происходит уникальное явление, известное как поверхностная решетка, которое эффективно генерирует свет в оптически активной среде.
В отличие от обычных лазеров, которые используют зеркала для генерации этого явления, нанолазер, изобретенный командой KTU, использует поверхность с наночастицами. «Когда серебряные нанокубы расположены в периодическом рисунке, они застряли. Juod? Nas визуализирует аналогию.
Захваченный свет накапливается, пока в конечном итоге не пересекает порог энергии возбужденного излучения, создавая интенсивный луч света с определенным цветом и направлением. Термин «Лазер», который означает свет, усиленный возбужденным излучением, описывает этот процесс.
Используя высококачественные, простые в производственных нанокубе серебра, лазер способен работать с рекордно низкими энергиями, делая возможным масштабное производство »,-отмечает Juod? NAS.» Химически синтезируемые нанокубики серебра могут быть получены в больших количествах, а их высокое качество позволяет нам использовать технологии самосовершенства наночастиц. Даже если расположение не идеально, его свойства восполняют это ».
Тем не менее, на ранних стадиях проекта литовские финансирующие научные агентства были скептически настроены, несмотря на то, что простота метода должна была привлечь внимание. «Некоторые скептики задавались вопросом, может ли простой метод, который мы использовали, создать нанолазерные структуры достаточно высокого качества». Профессор Сигитас Тамулевик из Института материаловедения в KTU сказал.
Тем не менее, команда KTU убеждена в качестве нанолазеров и ей удалось обеспечить финансирование от международной организации, объясняет, «после большой работы и экспериментов мы продемонстрировали, что если высококачественные наночастицы используются, может быть достигнут эффективный эффект, даже если массивы не являются идеальными».