Российские исследователи вместе с зарубежными коллегами создали сверхкомпактные яркие источники инфракрасного излучения на квантовых точках из теллурида ртути. Они могут стать основой элементов квантовых компьютеров и передовых сенсорных устройств. Статья опубликована в журнале Light: Science and Applications.

Ближний и средний инфракрасный (ИК) диапазоны крайне перспективны для применения в оптических телекоммуникационных устройствах, детекторах и излучателях, а также в сенсорных и охранных системах. Одними из самых перспективных материалов для создания излучения в этом диапазоне сегодня считаются полупроводниковые квантовые точки. Они представляют собой наночастицы, которые из-за своего размера склонны к проявлению квантовых эффектов. Благодаря этому квантовые точки уже находят применение в создании дисплеев высокой четкости.

Но из-за фундаментальных физических ограничений интенсивность свечения квантовых точек резко снижается на больших длинах волн в ИК-диапазоне. Теперь исследователи из ДВФУ, Института автоматики и процессов управления ДВО РАН вместе с иностранными коллегами смогли преодолеть это ограничение, использовав специальную резонансную решетку из наноструктур.

Используя фемтосекундную лазерную печать, исследователи смогли создать на поверхности пленки наноантенны. Затем всю пленку ученые покрыли слоем квантовых точек из теллурида ртути. Полученная структура благодаря наличию антенн стала способна испускать свет исключительно в ИК-диапазоне.

«Созданная нами плазмонная решетка состоит из миллионов упорядоченных на поверхности золотой пленки наноструктур и изготавливается с помощью технологии прямой лазерной записи. В сравнении с методами литографии она довольно дешева и легко масштабируется. Это открывает перспективы для использования разработанного подхода в реальных приложениях, например для создания новых оптических телекоммуникационных устройств, детекторов и излучателей, в том числе первого ИК-микролазера на квантовых точках», — рассказал один из авторов работы, научный сотрудник Центра НТИ по виртуальной и дополненной реальности ДВФУ Александр Кучмижак.