Los científicos de Los Alamos han incorporado puntos cuánticos coloidales meticulosamente diseñados en un nuevo tipo de diodos emisores de luz LED que contienen un resonador óptico integrado, que les permite funcionar como láseres. Estos novedosos dispositivos de doble función despejan el camino hacia la versatilidad,diodos láser fáciles de fabricar. La tecnología puede revolucionar numerosos campos, desde la fotónica y la optoelectrónica hasta la detección química y el diagnóstico médico.
"Este último avance junto con otros avances recientes en la química de puntos cuánticos y la ingeniería de dispositivos que hemos logrado sugieren que los diodos láser ensamblados a partir de la solución pronto se harán realidad", dijo Victor Klimov, jefe del grupo de puntos cuánticos en Los Alamos NationalLaboratorio: "Las pantallas de puntos cuánticos y los televisores ya están disponibles como productos comerciales. Los láseres de puntos cuánticos coloidales parecen ser los siguientes".
Los láseres de puntos cuánticos coloidales se pueden fabricar utilizando métodos más baratos y simples que los modernos diodos láser de semiconductores que requieren técnicas sofisticadas de deposición capa por capa basadas en vacío. Los láseres procesables en solución se pueden producir en condiciones de laboratorio y fábrica menos difíciles., y podría conducir a dispositivos que beneficiarían a varios campos emergentes, incluidos los circuitos fotónicos integrados, los circuitos ópticos, las plataformas de laboratorio en un chip y los dispositivos portátiles.
Durante las últimas dos décadas, el equipo de puntos cuánticos de Los Alamos ha estado trabajando en aspectos fundamentales y aplicados de dispositivos láser basados en nanocristales semiconductores preparados mediante química coloidal. Estas partículas, también conocidas como puntos cuánticos coloidales, pueden procesarse fácilmente desde suentorno de solución nativa para crear varios dispositivos ópticos, electrónicos y optoelectrónicos. Además, se pueden 'ajustar por tamaño' para aplicaciones láser para producir colores que no son accesibles con diodos láser semiconductores existentes.
En un artículo publicado hoy en Comunicaciones de la naturaleza , los investigadores de Los Alamos resolvieron con éxito varios desafíos en el camino hacia la tecnología de punto cuántico coloidal comercialmente viable. En particular, demostraron un LED operativo, que también funcionaba como un láser de bajo umbral bombeado ópticamente. Para lograr estos comportamientos, ellosincorporaron un resonador óptico directamente en la arquitectura del LED sin obstruir los flujos del portador de carga en la capa de emisión de puntos cuánticos. Además, al diseñar cuidadosamente la estructura de su dispositivo multicapa, podrían lograr un buen confinamiento de la luz emitida dentro del medio de punto cuántico ultrafino endel orden de 50 nanómetros de ancho. Esto es clave para obtener el efecto láser y, al mismo tiempo, permitir la excitación eficiente de los puntos cuánticos por la corriente eléctrica. El ingrediente final de esta demostración exitosa fue puntos cuánticos únicos hechos en casa.perfeccionado para aplicaciones láser por recetas desarrolladas por el equipo de Los Alamos durante los años de investigación en elLa química y la física de estas nanoestructuras.
Actualmente, los científicos de Los Alamos están abordando el desafío restante, que es aumentar la densidad de corriente a niveles suficientes para obtener la llamada 'inversión de población', el régimen cuando el medio activo de punto cuántico se convierte en un amplificador de luz.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Los Alamos . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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