Российские учёные из команды Дмитрия Федянина с помощью пластинок из алмазов с различными примесями создали лазер в несколько тысяч раз мощнее, чем это считалось ранее возможным.

Российские физики из Московского физико-технического института в Долгопрудном выяснили, что при создании лазеров и светодиодов один из эффектов может работать и в «чистых» полупроводниках. Ранее это считалось невозможным.

Об этом сообщает журнал Semiconductor Science and Technology, передаёт РИА Новости.

«Если в случае кремния и германия для этого требуются криогенные температуры, что ставит под вопрос ценность этого эффекта, то в таких материалах, как алмаз и нитрид галлия, он может наблюдаться уже при комнатной температуре. Это означает, что данный эффект можно использовать в создании устройств для массового рынка», — рассказывает сотрудник МФТИ Дмитрий Федянин.
Новые источники частиц света и экзотические материалы для них, не применявшиеся ранее – предмет изучения команды Федянина в последние несколько лет.

Двумя годами ранее учёным удалось создать «фотонные револьверы» из алмазов, содержащих примеси других элементов. Он выполняли свои функции при комнатной температуре. А в том году использовали распространённый и сравнительно дешёвый материал для создания сверхбыстрых лазеров, которые могли бы способствовать созданию сверхбыстрого интернета.

Теперь же физикам из команды Федянина удалось открыть эффект, который превращает алмазы в материал будущего для создания компактных или просто крайне мощных полупроводниковых лазеров.

Проблема полупроводниковых лазеров в том, что внутри них сравнительно мало электронов и «дырок» (областей с положительным зарядом), которые во взаимодействии рождают фотоны.

Но ещё полвека тому назад учёные предложили решение этой проблемы в создании «сэндвича» из нескольких видов полупроводников, специально подобранных друг к другу. Тогда их эффективность возрастает в несколько раз.

Однако такой метод не позволял создавать мощные твердотельные лазеры на базе «чистого» кремния и других материалов, используемых при «печати» микросхем. Именно российские учёные опровергли это, добившись «невозможного» эффекта внутри «сэндвича» из алмазных пластинок с разными типами примесей: концентрация электронов внутри «сэндвича» оказалась в 10 тысяч раз большей, чем раньше представлялось возможным.

Можно использовать при этом не только алмазы, но и другие простые сверхпроводники со схожими свойствами, что сделает лазеры дешевле и мощнее. Источник