"Hablemos de ciencia": los científicos han creado un diodo láser con la radiación ultravioleta "profunda"


En el primer número del año venidero, hablemos de ciencia, deberíamos referirnos a la invención de científicos de la Universidad Japonesa de Nagoya. La invención es notable no solo como tal, sino también por el hecho de que se hizo como parte de una asociación público-privada en la línea de "laboratorio de investigación - cliente comercial". Científicos japoneses de la Universidad de Nagoya colaboraron con Asahi Kasei, una corporación de la industria química. La compañía tiene filiales en Alemania y Estados Unidos.

¿Cuál es la invención de los físicos japoneses?





Ellos en su laboratorio pudieron crear el primer diodo láser del mundo, emitiendo en el espectro del ultravioleta "profundo" con un consumo mínimo de energía.

En el Centro Japonés para la Investigación Electrónica Integrada del Futuro:

Nuestra universidad ha creado un diodo láser que emite en el momento más corto historias tales estudios, la longitud de onda - 271,8 nm - a temperatura ambiente con un suministro de voltaje pulsado.

Se observa que este es un avance significativo, ya que el logro anterior en longitud de onda (336 nm) se excedió significativamente y se convirtió en ultravioleta "profundo".

En la Universidad de Nagoya japonesa, dicen que con la ayuda de un diodo láser de este tipo será posible avanzar mucho en medicina. Se trata principalmente de la posibilidad de tratar enfermedades complejas de la piel, incluida la psoriasis.

¿Por qué el desarrollo fue financiado por una corporación de la industria química?


El hecho es que Asahi Kasei necesita analizadores de gas ultramodernos. La misma empresa se dedica a la investigación en el campo de la estructura del ADN, donde, como se indicó, los diodos láser ultravioleta ayudarán.

El desarrollo también interesó a los militares. En particular, se trataba de la posibilidad de crear analizadores de gas para aviación, incluida la inteligencia. Por ejemplo, estamos hablando del análisis del uso de químicos. armas en el suelo

También se está considerando la posibilidad de realizar estudios prospectivos sobre el efecto de las drogas en órganos humanos específicos.

Del material de los científicos japoneses:

Un diodo láser ultravioleta supera varios de los problemas encontrados en el desarrollo de tales dispositivos semiconductores. Utilizamos una base de nitruro de aluminio (AlN) de alta calidad como base para crear las capas de un diodo láser. Esto es necesario porque el AlN de baja calidad contiene una gran cantidad de defectos, que en última instancia afectan la eficiencia de la capa activa del diodo láser al convertir la energía eléctrica en energía luminosa.

Un poco de teoría: en los diodos láser, las capas "tipo p" y "tipo n" están separadas por el llamado "pozo cuántico". Cuando una corriente eléctrica pasa a través de dicho diodo, los agujeros cargados positivamente en la capa de tipo p y los electrones cargados negativamente en la capa de tipo n fluyen hacia el centro para combinarse, liberando energía en forma de partículas de luz: fotones.

Investigadores japoneses han diseñado este "pozo cuántico" para que emita precisamente luz ultravioleta profunda. Las capas de tipo p y n estaban hechas de nitruro de aluminio-galio (AlGaN). Se colocaron capas de revestimiento (revestimientos), también hechas de AlGaN, a ambos lados de las capas de tipo p y n. La cubierta debajo de la capa de tipo n incluye impurezas de silicio depositadas por aleación.

En este caso, la aleación se usa como método para cambiar las propiedades del material base. La capa superior de la capa de tipo p se sometió a dopaje de polarización distribuida, sin agregar impurezas. El contenido de aluminio en el revestimiento en el lado p se creó de modo que fuera máximo desde el fondo y se redujera gradualmente hasta la parte superior. Los investigadores creen que este gradiente de aluminio mejora el flujo de agujeros cargados positivamente. También se añadió una capa de contacto superior, que estaba hecha de AlGaN de tipo p dopado con magnesio.

El voltaje de funcionamiento del sistema, que le permite emitir un rayo láser de radiación ultravioleta profunda, es de 13,8 V. En todos los demás casos, la longitud de onda comienza a aumentar.



La creación de un diodo semiconductor capaz de generar ondas altamente coherentes en la parte del espectro ultravioleta profundo también es un nuevo paso en la creación de un láser de rayos X basado en un semiconductor con un consumo mínimo de energía.
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