Испуская фотоны из квантовой точки — пика микропирамиды, исследователи Linkoping University создали поляризованный источник света, столь необходимый для разработки инновационных энергосберегающих мониторов и коммуникационных устройств.
Создание поляризованного света предполагает, что световые волны колеблются в одной плоскости, которая перпендикулярна направленности распространения самой волны. Он положен в основу технологий, используемых для создания жидкокристаллических мониторов телевизоров и компьютеров, а также устройств квантового шифрования. Для многих технологий иногда достаточно пропускать обычный неполяризованный свет через фильтры, которые блокируют нежелательные световые волны. В таком случае, по меньшей мере половина излучаемого света, и соответственно равное количество энергии, расходуется впустую.
Более совершенный метод предусматривает излучение света, поляризованного непосредственно в источнике. Этого можно добиться посредством использования так называемых квантовых точек – кристаллов полупроводников, размеры которых настолько малы, что они способны производить квантово-механические явления. Однако по сегодняшний день учёным не удалось добиться нужного эффекта поляризации – он либо недостаточно мощный, либо практически неуловим.
Группа учёных, специализирующаяся на исследованиях полупроводников, которую возглавляет профессор Per Olof Holtz, недавно представила альтернативный метод, который позволил создать в верхней части шестигранных пирамид асимметрические квантовые точки из соединений азота с индием.
Именно с их помощью они смогли создать свет высокой степени линейной поляризации, равной примерно 84%. Статья, посвящённая результатам проверенного исследования, была недавно опубликована в журнале Nature.
По словам профессора Holtz, возглавляемой им команде удалось достичь значительных успехов в создании источника поляризованного света. По его словам, создаваемый поляризованный свет характеризуется заранее выбранным вектором направленности, да и степень самой поляризации намного выше того, что удавалось достичь с использованием предыдущих методов.
В рамках эксперимента использовались квантовые точки, излучающие фиолетовый свет с длиной волны в 415 нанометров, но в принципе фотоны способны принимать любой цвет в пределах видимого спектра посредством изменения количества металлического индия.
По словам одного из соавторов научной публикации Fredrik Karlsson, проведённые теоретические расчеты указывают на то, что увеличение количества индия в квантовых точках способствует улучшению степени поляризации.
Микропирамида состоит из нескольких слоев полупроводящего материала, на «пиковых» нанослоях которых нанесено несколько слоев металлического индия. Из асимметрической квантовой точки, сформированной на вершине микропирамиды, исходят световые частицы четко определённой длины волн.
Результаты исследований открывают много новых возможностей, например, для создания инновационных, более энергоэффективных поляризованных светодиодов для жидкокристаллических мониторов. Поскольку квантовые точки могут испускать только один фотон за раз, эта технология не менее важна для создания дешифровальных и подслушивающих устройств и механизмов.
