Litewskie i japońskie badacze rozwijają srebrny nanolaser

Niedawno naukowcy z Kaunas University of Technology (KTU) na Litwie i National Institute for Materials Science w Tsukuba, Ibaraki City w Japonii połączyli ręce, aby skutecznie opracować nowy rodzaj nanolaserów oparty na srebrnych nanokubach.
Chociaż jego struktura jest tak niewielka, że ​​można ją obserwować tylko za pomocą mikroskopu o dużej mocy, zespół badawczy jest przekonany o swoich potencjalnych zastosowaniach.
Nanolaser ma potencjał do szerokiego zakresu zastosowań w obszarach takich jak wczesna diagnostyka medyczna, komunikacja danych i technologie bezpieczeństwa, a także oczekuje się, że będzie to ważne narzędzie do badania interakcji światła. Sposób, w jaki światło jest wzmacniane i generowane przez laser, zmienia się w zależności od zastosowania, określając kolor promieniowania i jakość wiązki laserowej.
Według współautora wynalazku, Dr. Juod? NAS z Mindaugas Ktu, „Nano-Lasery używają struktur milion razy mniejszych niż milimetr do generowania i wzmacniania światła, a ich promieniowanie laserowe jest generowane w bardzo małej ilości materiału”.
Chociaż badania i rozwój nanolaserów trwają od pewnego czasu, wersja KTU i jej japońskich partnerów jest wyjątkowa w procesie produkcyjnym. Używali srebrnych nanokubów, które są starannie ułożone na powierzchni i wypełnione optycznie aktywnym materiałem, aby stworzyć mechanizm potrzebny do wzmocnienia światła i wytworzenia efektu lasera.
„Srebrne nanokubry, jako wyjątkowo małe cząsteczki srebra jednokryształowego o doskonałych właściwościach optycznych, są podstawowym składnikiem naszego nanolasera”. powiedział badacz Juod? NAS z Ktu's Institute of Materials Science.
Nanokube zostały zsyntetyzowane przez unikalny proces wymyślony przez partnerów KTU w Japonii, aby zapewnić ich precyzyjny kształt i jakość. Kubki zostały następnie ułożone w dwuwymiarową strukturę przy użyciu procesu samoorganizacji nanocząstek. W tym procesie cząsteczki są naturalnie wyrównane z ciekłego ośrodka do wstępnie zaprojektowanego szablonu.
Gdy parametry szablonu są dopasowane do właściwości optycznych nanokubów, występuje unikalne zjawisko znane jako rezonans sieci powierzchniowej, który skutecznie generuje światło w optycznie aktywnej pożywce.
W przeciwieństwie do konwencjonalnych laserów, które używają luster do wygenerowania tego zjawiska, nanolaser wynaleziony przez zespół KTU wykorzystuje powierzchnię z nanocząstkami. „Gdy srebrne nanokube są ułożone w okresowy wzór, światło jest przez nich uwięzione. Proces jest podobny do sali luster w parku rozrywki, ale tutaj lustra to nanokube, a„ odwiedzający ”są światłem”. Juod? NAS wizualizuje analogię.
Uchwycone światło buduje się, aż ostatecznie przekroczy próg energii wzbudzonego promieniowania, tworząc intensywną wiązkę światła o określonym kolorze i kierunku. Termin laser, który oznacza światło wzmacniane przez promieniowanie wzbudzone, opisuje ten proces.
Używając wysokiej jakości, łatwych do przygotowania nanokubów srebrnych, laser jest w stanie działać przy rekordowej niskiej energii, umożliwiając produkcję na dużą skalę ”, zauważa Juod? NAS.„ Chemicznie zsyntetyzowane nanokubry srebra można wytwarzać w dużych ilościach, a ich wysoka jakość pozwala nam wykorzystywać techniki autoportatury nanoparii. Nawet jeśli układ nie jest doskonały, jego właściwości nadrabiają to ”.
Jednak we wczesnych stadiach projektu litewskie agencje finansowania badań były sceptyczne, pomimo faktu, że prostota tej metody powinna była zwrócić uwagę. „Niektórzy sceptycy kwestionowali, czy użyta przez nas prosta metoda może stworzyć struktury nanolaserów o wystarczająco wysokiej jakości”. Sigitas Tamulevicius z Institute of Material Science w KTU powiedział.
Niemniej jednak zespół KTU jest przekonany o jakości swoich nanolaserów i udało mu się zabezpieczyć fundusze od międzynarodowej organizacji, Juod? Nas wyjaśnia: „Po wielu pracach i eksperymentach wykazaliśmy, że jeśli zastosowane są nanocząstki wysokiej jakości, można osiągnąć efektywny efekt, można osiągnąć efektywny efekt, można osiągnąć efektywny efekt, efektywny efekt można osiągnąć skuteczny efekt