באַגריף און קלאַסאַפאַקיישאַן פון נאַנאָלאַסערס

נאַנאָלאַסער איז אַ מין פון מיקראָ און נאַנאָ מיטל וואָס איז געמאכט פון נאַנאָמאַטעריאַלס אַזאַ ווי נאַנאָווירע ווי אַ רעסאָנאַטאָר און קענען אַרויסלאָזן לאַזער אונטער פאָטאָעקסיטאַטיאָן אָדער עלעקטריקאַל עקסייטיישאַן. די גרייס פון דעם לאַזער איז אָפט בלויז הונדערטער פון מייקראַנז אָדער אפילו טענס פון מייקראַנז, און דער דיאַמעטער איז אַרויף צו די נאַנאָמעטער סדר, וואָס איז אַ וויכטיק טייל פון דער צוקונפֿט דין פילם אַרויסווייַזן, ינאַגרייטיד אָפּטיקס און אנדערע פעלדער.

קלאַסאַפאַקיישאַן פון נאַנאָלאַסער:

1. נאַנאָווירע לאַזער

אין 2001, ריסערטשערז אין די אוניווערסיטעט פון קאַליפאָרניאַ, בערקלי, אין די פאַרייניקטע שטאַטן, באשאפן די וועלט 'ס קלענסטער לאַזער - נאַנאָלאַסערס - אויף די נאַנאָאָפּטיק דראָט בלויז אַ טויזנט פון די לענג פון אַ מענטש האָר. דער לאַזער ניט בלויז עמיץ אַלטראַווייאַליט לייזערז, אָבער קענען אויך זיין טונד צו אַרויסלאָזן לייזערז ריינדזשינג פון בלוי צו טיף אַלטראַווייאַליט. די ריסערטשערז געניצט אַ נאָרמאַל טעכניק גערופן אָריענטיד עפּיפיטאַטיאָן צו מאַכן די לאַזער פון ריין צינק אַקסייד קריסטאַלז. זיי ערשטער "קאַלטשערד" נאַנאָווירעס, דאָס איז, געשאפן אויף אַ גאָלד שיכטע מיט אַ דיאַמעטער פון 20 נם צו 150 נם און אַ לענג פון 10,000 נם ריין צינק אַקסייד ווירעס. דערנאָך, ווען די ריסערטשערז אַקטיווייטיד די ריין צינק אַקסייד קריסטאַלז אין די נאַנאָווירעס מיט אן אנדער לאַזער אונטער די אָראַנזשעריי, די ריין צינק אַקסייד קריסטאַלז ימיטיד אַ לאַזער מיט אַ ווייוולענגט פון בלויז 17 נם. אַזאַ נאַנאָלאַסערס קען יווענטשאַוואַלי ווערן געניצט צו ידענטיפיצירן קעמיקאַלז און פֿאַרבעסערן די אינפֿאָרמאַציע סטאָרידזש קאַפּאַציטעט פון קאָמפּיוטער דיסקס און פאָטאָניק קאָמפּיוטערס.

2. אַלטראַווייאַליט נאַנאָלאַסער

נאָך די אַדווענט פון מיקראָ-לייזערז, מיקראָ-דיסק לייזערז, מיקראָ-רינג לייזערז און קוואַנטום לאַווינע לייזערז, כעמיקער יאַנג פּעידאָנג און זיין קאָלעגעס אין דעם אוניווערסיטעט פון קאַליפאָרניאַ, בערקלי, געמאכט צימער טעמפּעראַטור נאַנאָלאַסערס. דער צינק אַקסייד נאַנאָלאַסער קענען אַרויסלאָזן אַ לאַזער מיט אַ לינעווידט פון ווייניקער ווי 0.3 נם און אַ ווייוולענגט פון 385 נם אונטער ליכט עקסייטיישאַן, וואָס איז גערעכנט ווי דער קלענסטער לאַזער אין דער וועלט און איינער פון די ערשטער פּראַקטיש דעוויסעס מאַניאַפאַקטשערד מיט נאַנאָטעטשנאָלאָגי. אין דער ערשט בינע פון ​​אַנטוויקלונג, די ריסערטשערז פּרעדיקטעד אַז דעם ZnO נאַנאָלאַסער איז גרינג צו פּראָדוצירן, הויך ברייטנאַס, קליין גרייס און די פאָרשטעלונג איז גלייַך צו אָדער אפילו בעסער ווי GaN בלוי לייזערז. ווייַל פון די פיייקייט צו מאַכן נאַנאָווירע ערייז מיט הויך געדיכטקייַט, ZnO נאַנאָלאַסערס קענען אַרייַן פילע אַפּלאַקיישאַנז וואָס זענען נישט מעגלעך מיט הייַנט ס גאַאַס דעוויסעס. אין סדר צו וואַקסן אַזאַ לייזערז, ZnO נאַנאָווירע איז סינטאַסייזד דורך גאַז אַריבערפירן אופֿן וואָס קאַטאַלייזיז עפּיטאַקסיאַל קריסטאַל וווּקס. ערשטער, די סאַפייער סאַבסטרייט איז קאָוטאַד מיט אַ שיכטע פון ​​1 נם ~ 3.5 נם דיק גאָלד פילם, און דעמאָלט שטעלן עס אויף אַ אַלומאַנאַ שיפל, די מאַטעריאַל און די סאַבסטרייט זענען העאַטעד צו 880 ° C ~ 905 ° C אין די אַמאָוניאַ לויפן צו פּראָדוצירן זן פּאַרע, און דעמאָלט דער זן פּאַרע איז טראַנספּאָרטאַד צו די סאַבסטרייט. נאַנאָווירעס פון 2μם ~ 10μם מיט כעקסאַגאַנאַל קרייַז-סעקשאַנאַל געגנט זענען דזשענערייטאַד אין דעם וווּקס פּראָצעס פון 2מין ~ 10מין. די ריסערטשערז געפונען אַז ZnO נאַנאָווירע פארמען אַ נאַטירלעך לאַזער קאַוואַטי מיט אַ דיאַמעטער פון 20nm צו 150nm, און רובֿ (95%) פון זייַן דיאַמעטער איז 70nm צו 100nm. צו לערנען סטימיאַלייטאַד ימישאַן פון די נאַנאָווירעס, די ריסערטשערז אָפּטיש פּאַמפּט די מוסטער אין אַ אָראַנזשעריי מיט דער פערט האַרמאָניק רעזולטאַט פון אַ Nd: YAG לאַזער (266nm ווייוולענגט, 3ns דויפעק ברייט). בעשאַס די עוואָלוציע פון ​​די ימישאַן ספּעקטרום, די ליכט איז לאַמד מיט די פאַרגרעסערן פון די פּאָמפּע מאַכט. ווען די לאַסינג יקסידז די שוועל פון ZnO נאַנאָווירע (וועגן 40 קוו / סענטימעטער), די העכסטן פונט וועט דערשייַנען אין די ימישאַן ספּעקטרום. די שורה ברייט פון די העכסטן פונקטן איז ווייניקער ווי 0.3 נם, וואָס איז מער ווי 1/50 ווייניקער ווי די שורה ברייט פון די ימישאַן ווערטעקס אונטער די שוועל. די שמאָל לינעווידטס און גיך ינקריסאַז אין ימישאַן ינטענסיטי געפירט די ריסערטשערז צו פאַרענדיקן אַז סטימיאַלייטאַד ימישאַן טאַקע פּאַסירן אין די נאַנאָווירעס. דעריבער, דעם נאַנאָווירע מענגע קענען שפּילן ווי אַ נאַטירלעך רעסאָנאַטאָר און אַזוי ווערן אַן אידעאל מיקראָ לאַזער מקור. די ריסערטשערז גלויבן אַז דעם קורץ-ווייוולענגט נאַנאָלאַסער קענען זיין געוויינט אין די פעלד פון אָפּטיש קאַמפּיוטינג, אינפֿאָרמאַציע סטאָרידזש און נאַנאָאַנאַליזער.

3. קוואַנטום געזונט לייזערז

איידער און נאָך 2010, די שורה ברייט עטשט אויף די סעמיקאַנדאַקטער שפּאָן וועט דערגרייכן 100 נם אָדער ווייניקער, און עס וועט זיין בלויז אַ ביסל עלעקטראָנס מאָווינג אין דעם קרייַז, און די פאַרגרעסערן און פאַרקלענערן פון אַ עלעקטראָן וועט האָבן אַ גרויס פּראַל אויף די אָפּעראַציע פון ​​​​די עלעקטראָן. קרייַז. צו סאָלווע דעם פּראָבלעם, קוואַנטום געזונט לייזערז זענען געבוירן. אין קוואַנטום מאַקאַניקס, אַ פּאָטענציעל פעלד וואָס קאַנסטריינץ די באַוועגונג פון עלעקטראָנס און קוואַנטיזיז זיי איז גערופן אַ קוואַנטום געזונט. דער קוואַנטום קאַנסטריינץ איז געניצט צו פאָרעם קוואַנטום ענערגיע לעוועלס אין די אַקטיוו שיכטע פון ​​די סעמיקאַנדאַקטער לאַזער, אַזוי אַז די עלעקטראָניש יבערגאַנג צווישן די ענערגיע לעוועלס דאַמאַנייץ די יקסייטאַד ראַדיאַציע פון ​​די לאַזער, וואָס איז אַ קוואַנטום געזונט לאַזער. עס זענען צוויי טייפּס פון קוואַנטום געזונט לייזערז: קוואַנטום שורה לייזערז און קוואַנטום פּונקט לייזערז.

① קוואַנטום שורה לאַזער

ססיענטיסץ האָבן דעוועלאָפּעד קוואַנטום דראָט לייזערז וואָס זענען 1,000 מאל מער שטאַרק ווי טראדיציאנעלן לייזערז, גענומען אַ גרויס שריט צו שאַפֿן פאַסטער קאָמפּיוטערס און קאָמוניקאַציע דעוויסעס. דער לאַזער, וואָס קענען פאַרגרעסערן די גיכקייַט פון אַודיאָ, ווידעא, אינטערנעט און אנדערע פארמען פון קאָמוניקאַציע איבער פיברע-אַפּטיק נעטוואָרקס, איז דעוועלאָפּעד דורך סייאַנטיס אין ייל אוניווערסיטעט, לוסענט טעטשנאָלאָגיעס בעל לאַבס אין ניו דזשערזי און די מאַקס פּלאַנק אינסטיטוט פֿאַר פיזיק אין דרעזדן, דייטשלאנד. די העכער-מאַכט לייזערז וואָלט רעדוצירן די נויט פֿאַר טייַער רעפּעאַטערס, וואָס זענען אינסטאַלירן יעדער 80 קילאמעטער (50 מייל) צוזאמען די קאָמוניקאַציע ליניע, ווידער פּראָדוצירן לאַזער פּאַלסיז וואָס זענען ווייניקער טיף ווען זיי אַרומפאָרן דורך די פיברע (רעפּעאַטערס).