ليزر النقاط الكمومية
ليزر النقطة الكمومية هو ليزر أشباه الموصلات يستخدم النقاط الكمومية كوسيط ليزر نشط في منطقة انبعاث الضوء الخاصة به. ونظرًا للاحتجاز الضيق لحاملات الشحنة في النقاط الكمومية، فإنها تظهر بنية إلكترونية تشبه الذرات. تُظهر الليزرات المصنوعة من مثل هذه الوسائط النشطة أداءً للجهاز أقرب إلى الليزر الغازي ، وتتجنب بعض الجوانب السلبية لأداء الجهاز المرتبطة بالليزر أشباه الموصلات التقليدية القائمة على الوسائط النشطة السائبة أو الكمومية . وقد لوحظت تحسينات في عرض النطاق الترددي للتعديل ، وعتبة الليزر ، وضوضاء الكثافة النسبية ، وعامل تعزيز عرض الخط، وعدم حساسية درجة الحرارة. يمكن أيضًا تصميم المنطقة النشطة للنقطة الكمومية للعمل عند أطوال موجية مختلفة عن طريق تغيير حجم النقطة وتكوينها. وهذا يسمح بتصنيع ليزر النقاط الكمومية للعمل عند أطوال موجية لم تكن ممكنة سابقًا باستخدام تقنية الليزر أشباه الموصلات. [1] أحد التحديات في التطورات الإضافية مع ليزر النقاط الكمومية هو وجود عمليات أوجيه متعددة الناقلات والتي تزيد من معدل عدم الإشعاع عند عكس السكان. [2] عمليات أوجيه متأصلة في المادة ولكن على النقيض من أشباه الموصلات السائبة، يمكن هندستها إلى حد ما في النقاط الكمومية على حساب تقليل معدل الإشعاع. هناك عقبة أخرى أمام الهدف المحدد لليزر النقطي الكمومي المضخوخ كهربائيًا وهي الموصلية الضعيفة عمومًا لأغشية النقاط الكمومية.
وقد وجدت الأجهزة القائمة على الوسائط النشطة للنقاط الكمومية تطبيقًا تجاريًا في الطب ( مشرط الليزر ، التصوير المقطعي البصري )، وتقنيات العرض (الإسقاط، تلفزيون الليزر )، والتحليل الطيفي والاتصالات. وقد تم تطوير ليزر النقاط الكمومية بسرعة 10 جيجابت/ثانية غير حساس لتقلبات درجة الحرارة للاستخدام في اتصالات البيانات البصرية والشبكات البصرية باستخدام هذه التقنية. والليزر قادر على العمل بسرعة عالية عند أطوال موجية 1.3 ميكرومتر، وفي درجات حرارة تتراوح من 20 درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية. وهو يعمل في أنظمة نقل البيانات البصرية وشبكات LAN البصرية وأنظمة الوصول إلى المترو . وبالمقارنة بأداء ليزر الآبار الكمومية المجهدة التقليدية في الماضي، فإن ليزر النقاط الكمومية الجديد يحقق استقرارًا أعلى بكثير في درجة الحرارة.
لقد وجد أن ما يسمى بـ "ليزر المشط" الأحدث والذي يعتمد على ليزر النقاط الكمومية قادر على العمل عند أطوال موجية ≥ 80 نانومتر ولا يتأثر بدرجات الحرارة بين -20 درجة مئوية و90 درجة مئوية، ويسمح بدقة أعلى مع تقلبات أقل وضوضاء أقل في الكثافة النسبية . [3] [4]
في طور التطوير، هناك ليزر النقاط الكمومية الغروانية، والذي يستخدم الاحتجاز الكمومي لتغيير الخصائص البصرية لبلورات أشباه الموصلات (≤ 10 نانومتر في القطر) من خلال إعادة ترتيب النقاط الكمومية القائمة على المحلول. [5] [6]
انظر أيضا
مراجع
- ^ "فوجيتسو وجامعة طوكيو يطوران أول ليزر نقطي كمي بسرعة 10 جيجابت في الثانية في العالم يتميز بإخراج مستقل عن درجة الحرارة - فوجيتسو العالمية".
- ^ Melnychuk, C.; Guyot-Sionnest, P.;"ديناميكيات الناقلات المتعددة في النقاط الكمومية". المراجعات الكيميائية ، 121، 4، 2021، ص 2325. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.0c00931
- ^ "تكنولوجيا الليزر النقطي الكمومي".
- ^ "مشط الليزر | أمشاط التردد البصري".
- ^ بارك، يونج شين؛ روه، جونج كيون؛ ديرول، بنيامين ت؛ شالر، ريتشارد د؛ كليموف، فيكتور آي. (مايو 2021). "ليزر النقاط الكمومية الغروانية". مراجعات الطبيعة للمواد . 6 (5): 382– 401. رمز Bibcode : 2021NatRM...6..382P. doi : 10.1038/s41578-020-00274-9. OSTI 1864315. S2CID 231931231.
- ^ كاجان، شيري ر.؛ باسيت، لي س.؛ موراي، كريستوفر ب.؛ تومسون، سارة م. (10 مارس 2021). "النقاط الكمومية الغروانية كمنصات لعلم المعلومات الكمومية". المراجعات الكيميائية . 121 (5): 3186-3233 . doi :10.1021/acs.chemrev.0c00831. PMID 33372773. S2CID 229715753.
| الأنواع الأساسية |
|
|---|---|
| أنواع هجينة |
|
| أنواع أخرى | |
| نظرية | |
| مواد |
|
