Ученые создали микроскопические лазеры для электроники будущего
Исследователи из Высшей школы экономики в Санкт-Петербурге совершили прорыв в области оптических технологий, разработав лазеры размером с пылинку. Устройства диаметром всего 5–8 микрометров (сопоставимо с эритроцитом) способны работать при комнатной температуре без систем охлаждения и могут быть встроены в микросхемы. Это открывает новые горизонты для создания сверхкомпактной электроники, медицинских датчиков и миниатюрных гаджетов.
В чем сложность?
Главной проблемой при уменьшении лазеров до микроскопических размеров было удержание света внутри резонатора — структуры, где свет усиливается за счет многократного отражения. Чем меньше устройство, тем сложнее предотвратить потери энергии.
Решение от российских физиков
Ученые использовали два ключевых подхода:
- Эффект «шепчущей галереи»— явление, при котором свет циркулирует вдоль края округлой структуры, как звук в знаменитой галерее Лондона, где шепот слышен на расстоянии. Это позволило «замкнуть» свет внутри лазера.
- Буферный слойиз нитрида алюминия и его комбинации с галлием. Этот слой не только снизил утечку излучения, но и компенсировал механические напряжения между кремниевой подложкой и активными материалами лазера (нитридами галлия и индия).
Почему это важно?
Испытания показали, что микролазеры сохраняют высокую эффективность даже в миниатюрном формате. Их интеграция в чипы позволит создавать оптические компьютеры, сверхточные датчики и устройства связи нового поколения. Без необходимости охлаждения такие лазеры станут энергоэффективным решением для портативной техники и имплантов.
Эта разработка — шаг к эре «невидимой» электроники, где технологии незаметно встроены в повседневные предметы и даже в живые организмы.