Nová nanotechnologie polovodičového laseru může zabíjet viry i zvýšit kapacitu DVD

Tým vědců z Riverside Bourns College of Engineering při University of California ohlásil nový objev v oblasti technologie nanopolovodičových laserů, který může být použitelný v široké škále činností od zabíjení virů až po zvyšování kapacity DVD nosičů. Informuje o tom nová studie (Liu et al., 2011), publikovaná v červenci 2011 v magazínu Nature Nanotechnology.

UV polovodičové diodové lasery jsou široce používány při zpracovávání dat, uchovávání informací a v biologii. Jejich využití bylo však vždy limitováno jejich většími rozměry, vysokou cenou a nízkým výkonem. Současná generace UV laserů je založena na materiálu nazývaném nitrid galia, avšak Jianlin Liu, profesor elektronického inženýrství, a jeho kolegové učinili průlom v oblasti nanovodičových vlnovodných laserů založených na oxidu zinečnatém, jejichž výhodou jsou menší rozměry, nižší cena, vyšší výkon a kratší vlnové délky.

Doteď nemohly být oxido-zinečnaté nanovodiče používány při normálních světelných podmínkách, protože se nedostávalo dostatku materiálu p-typu, který je nutný pro fungování polovodičů typu P. Liu vyřešil tento problém obohacením oxidu zinečnatého antimonem, metaloidovým elementem.

Takto obohacené nanopolovodiče typu P byly spojeny s nanopolovodiči typu N, a byla tak vytvořena dioda s přechodem P-N nazývaná polovodičová dioda. Diodu napájela baterie, laserové záření se emitovalo na konci nanovodičů.

„Vědci po celém světě se po celou dekádu snažili posunout výzkum oxidu zinečnatého kupředu, nám se to nyní podařilo," říká Liu (Nealon, 2011). Tento objev může mít velký vliv na širokou oblast vědy. Pro oblast uchovávání informací je přínosem to, že nový laser bude schopen přečíst a zpracovat mnohem více dat na datovém nosiči. Například kapacita hudby na DVD se tak může zvýšit ze současných dvou hodin až na hodin šest.

Nový laser s menšími rozměry a kratší vlnovou délkou může také velmi dobře sloužit v oblasti biologie a léčebných terapií. Může totiž zaměřit živou buňku, proniknout do ní a nějak ji upravit nebo „opravit". Dále může sloužit také k čištění pitné vody.

V oblasti fotoniky zase nabízí superrychlý přenos a zpracování dat. Při menších rozměrech a vyšším výkonu by laser mohl sloužit při vývoji UV bezdrátové komunikace.

„Jsme pouze na začátku dalších výzkumů. Nyní se musíme zaměřit na stabilitu a spolehlivost obohaceného materiálu p-typu, který sloužil pro vytvoření polovodiče typu P," komentuje studii Liu (Nealon, 2011).

Autor: Jakub Málek

Použité zdroje:

Originální text studie:

Liu J, Chu S, Wang G, Zhou W, Lin Y, Chernyak L, Zhao J, Kong J, Li L a Ren L (2011): Electrically pumped waveguide lasing from ZnO nanowires. In Nature Nanotechnology. doi:10.1038/nnano.2011.97. [online] cit. 12. 7. 2011

Připraveno podle:

Nealon S (2011): New Laser Technology Could Kill Viruses and Improve DVDs. In ucr.edu. [online]. cit. 12. 7. 2011

Obrazové přílohy:

vlnovodny_laser.jpg: http://www.coherent.com/photos/WaveguideTechnology-WEB3.gif

uv_laser.jpg: http://www.eurekalert.org/multimedia/pub/web/4442_web.jpg

dioda.jpg: http://ffden-2.phys.uaf.edu/212_fall2003.web.dir/Marvin_Casanova/led-right.gif