Litvanski i japanski istraživači razvijaju srebrni nanolaser

Nedavno su se istraživači sa Sveučilišta Kaunas (KTU) u Litvi i Nacionalnog instituta za znanost o materijalima u Tsukubi u gradu Ibaraki, Japan, pridružili se uspješno razvijanje nove vrste nanolasera na temelju srebrnih nanokuba.
Iako je njegova struktura toliko sićušna da se može primijetiti samo pomoću visokog mikroskopa, istraživački tim je uvjeren u svoje potencijalne primjene.
Nanolaser ima potencijal za širok raspon primjena u područjima kao što su rana medicinska dijagnostika, komunikacije s podacima i sigurnosne tehnologije, a očekuje se i važan alat za proučavanje interakcija svjetlosnog materije. Način na koji laser pojačava i generira svjetlost varira od primjene do primjene, određujući boju zračenja i kvalitete laserskog snopa.
Prema koautoru izuma, dr. Juod? Nas iz KTU-ovih Mindaugasa, "nano-laseri koriste strukture milijun puta manje od milimetra za stvaranje i pojačavanje svjetla, a njihovo lasersko zračenje stvara se u vrlo malom količini materijala."
Iako je istraživanje i razvoj nanolasera već neko vrijeme traje, verzija KTU -a i njegovih japanskih partnera jedinstvena je u svom proizvodnom procesu. Koristili su srebrne nanokube, koji su uredno raspoređeni na površini i napunjeni optički aktivnim materijalom, kako bi stvorili mehanizam potreban za pojačavanje svjetla i proizvodnju lasera.
"Srebrne nanokube, kao izuzetno male jednokristalne čestice srebra s izvrsnim optičkim svojstvima, jezgra su komponenta našeg nanolasera." rekao je istraživač Juod? Nas iz KTU -ovog Instituta za znanost o materijalima.
Nanocube su sintetizirane jedinstvenim procesom koji su izmislili partneri KTU -a u Japanu kako bi osigurali njihov precizan oblik i kvalitetu. Kocke su zatim raspoređene u dvodimenzionalnu strukturu koristeći postupak samo-sklapanja nanočestica. U ovom su procesu čestice prirodno poravnane od tekućeg medija na unaprijed dizajnirani predložak.
Kada se parametri predloška podudaraju s optičkim svojstvima nanokuba, javlja se jedinstveni fenomen poznat kao rezonanca površinske rešetke, koji učinkovito stvara svjetlost u optički aktivnom mediju.
Za razliku od konvencionalnih lasera koji koriste ogledala za generiranje ovog fenomena, nanolaser koji je izumio tim KTU -a koristi površinu s nanočesticama. "Kad su srebrni nanokubi raspoređeni u periodičnom uzorku, zarobljava se svjetlost. Proces je sličan dvorani ogledala u zabavnom parku, ali ovdje su ogledala nanocubi i" posjetitelji "su svjetlost." Juod? Nas vizualizira analogiju.
Zarobljena svjetlost nakuplja se sve dok na kraju ne pređe energetski prag uzbuđenog zračenja, stvarajući intenzivan snop svjetlosti sa specifičnom bojom i smjerom. Izraz laser, koji stoji za svjetlost pojačan uzbuđenim zračenjem, opisuje ovaj postupak.
Koristeći visokokvalitetne, jednostavne srebrne nanokube, laser je u stanju djelovati u zapisnim niskim energijama, što omogućuje proizvodnju velike razmjere, "napomene Juod? Nas." Kemijski sintetizirani srebrni nanokubi mogu se proizvesti u velikim količinama, a njihova visoka kvaliteta omogućava nam da koristimo samo-AS-Assemble. Čak i ako raspored nije savršen, njegova svojstva nadoknađuju ga. "
Međutim, u ranim fazama projekta, litvanske agencije za financiranje istraživanja bile su skeptične, unatoč činjenici da je jednostavnost ove metode trebala privući pažnju. "Neki su skeptici ispitivali može li jednostavna metoda koju smo koristili stvoriti nanolaser strukture dovoljno visoke kvalitete." Profesor Sigitas Tamulevicius s Instituta za znanost o materijalima na KTU -u rekao je.
Unatoč tome, tim KTU-a uvjeren je u kvalitetu svojih nanolasera i uspio je osigurati financiranje od međunarodne organizacije, objašnjava Jud? Nas, "nakon puno posla i eksperimenata, pokazali smo da ako se koriste visokokvalitetni nanočestice, učinkovit učinak može se postići, čak i ako nizovi nisu savršeni.