Een team onder leiding van een professor aan de Universiteit van Californië, Riverside Bourns College of Engineering heeft een ontdekking gedaan in halfgeleider nanodraadlasertechnologie die alles zou kunnen doen, van het doden van virussen tot het vergroten van de opslagcapaciteit van dvd's.

Ultraviolette halfgeleiderdiodelasers worden veel gebruikt bij gegevensverwerking, informatieopslag en biologie. Hun toepassingen zijn beperkt, echter, op maat, kosten en vermogen. De huidige generatie ultraviolette lasers is gebaseerd op een materiaal dat galliumnitride wordt genoemd, maar Jianlin Liu, hoogleraar elektrotechniek, en zijn collega's hebben een doorbraak bereikt in zinkoxide nanodraadgolfgeleiderlasers, die kleinere maten kan aanbieden, lagere kosten, hogere vermogens en kortere golflengten.

Tot nu, zinkoxide-nanodraden konden niet worden gebruikt in toepassingen voor lichtemissie in de echte wereld vanwege het ontbreken van p-type, of positief type, materiaal dat alle halfgeleiders nodig hebben. Liu loste dat probleem op door de zinkoxide nanodraden te doteren met antimoon, een metalloïde element, om het p-type materiaal te maken.

De p-type zinkoxide nanodraden waren verbonden met n-type, of negatief type, zinkoxidemateriaal om een ​​apparaat te vormen dat pn-junctiediode wordt genoemd. Aangedreven door een batterij, zeer gericht laserlicht straalt alleen uit de uiteinden van de nanodraden.

"Mensen in de onderzoeksgemeenschap van zinkoxide over de hele wereld hebben het afgelopen decennium hard geprobeerd om dit te bereiken, " zei Liu. "Deze ontdekking zal waarschijnlijk het hele veld stimuleren om de technologie verder te ontwikkelen."

Liu's bevindingen zijn gepubliceerd in het julinummer van Natuur Nanotechnologie . Co-auteurs zijn:Sheng Chu, Guoping Wang, Jieying Kong, Lin Li en Jingjian Ren, alle afgestudeerde studenten aan UC Riverside; Weihang Zhou, een student aan de Fudan University in China; Leonid Tsjernyak, een professor in de natuurkunde aan de University of Central Florida; Yuqing Lin, een afgestudeerde student aan de University of Central Florida; en Jianze Zhao, een gaststudent van de Dalian University of Technology in China.

De ontdekking kan een breed scala aan gevolgen hebben.

Voor informatieopslag, de zinkoxide-nanodraadlasers kunnen worden gebruikt om veel dichtere gegevens op opslagmedia zoals dvd's te lezen en te verwerken, omdat het ultraviolet een kortere golflengte heeft dan andere lichten, zoals rood. Bijvoorbeeld, een dvd die twee uur muziek zou kunnen opslaan, zou vier of zes uur kunnen opslaan met het nieuwe type laser.

Voor biologie en medische therapieën, de ultrakleine laserlichtstraal van een nanodraadlaser kan een levende cel binnendringen, of prikkelen of de functie ervan veranderen van een slechte cel in een goede cel. Het licht kan ook worden gebruikt om drinkwater te zuiveren.

Voor fotonica, het ultraviolette licht kan zorgen voor supersnelle gegevensverwerking en -overdracht. Betrouwbare kleine ultraviolette halfgeleiderdiodelasers kunnen helpen bij de ontwikkeling van ultraviolette draadloze communicatietechnologie, die potentieel beter is dan de modernste infraroodcommunicatietechnologieën die in verschillende elektronische informatiesystemen worden gebruikt.

Terwijl Liu en de studenten in zijn laboratorium de p-type dotering van zinkoxide en elektrisch aangedreven nanodraadgolfgeleiderlasers in het ultraviolette bereik hebben aangetoond, hij zei dat er nog meer werk moet worden verzet met de stabiliteit en betrouwbaarheid van het p-type materiaal.