Los físicos rusos pudieron resolver el problema de crear radiación láser infrarroja lejana en estructuras de semiconductores. Para hacer esto, crearon pozos cuánticos a partir de telururo de cadmio-mercurio. Los resultados se publicaron en la revista ACS Photonics.
En un láser de diodo semiconductor convencional, la radiación se produce durante la recombinación: la aniquilación mutua de electrones y huecos. Pero la emisión de radiación de cierto rango está lejos de ser el único efecto de este proceso.
Parte de la energía durante dicha recombinación se puede gastar en aumentar la energía de los electrones circundantes. Este proceso de "desperdiciar" pares de agujeros de electrones en calor se llama recombinación Auger, en honor al físico francés Pierre Auger, quien descubrió este efecto.
La velocidad del proceso Auger aumenta fuertemente en semiconductores con una pequeña banda prohibida. Pero son estos materiales los que se necesitan para crear láseres infrarrojos lejanos. Y son estos láseres los que tienen demanda en estudios de objetos biológicos y problemas de espectroscopía de gases.
Investigadores del Instituto de Física y Tecnología de Moscú y el Instituto de Física de Microestructuras de la Academia de Ciencias de Rusia en Nizhny Novgorod han propuesto una forma de evitar este efecto. Según los resultados de su investigación, el telururo de cadmio-mercurio puede convertirse en el material óptimo para aplicaciones láser.
Experimentos previos con este material han confirmado la posibilidad de crear radiación con una longitud de onda de hasta 20 micrones. Pero los cálculos de los autores han demostrado que este no es el límite, y la longitud de onda de la radiación se puede aumentar a 50 micrones. El rango de longitud de onda de 30 a 50 micrones es el más "prohibido" para los láseres semiconductores existentes basados en elementos de los grupos III y V de la tabla periódica debido a su fuerte autoabsorción. Pero este efecto negativo, como la recombinación Auger, está muy debilitado en el telururo de mercurio, esta vez debido a la gran masa de átomos que forman la red cristalina. Por lo tanto, los investigadores consideran que el nuevo material es prometedor para su uso en tecnologías láser.
Autor: Nikita Shevtsev
