Wetenschappers van ANU (The Australian National University) hebben de prestaties van kleine lasers verbeterd door onzuiverheden toe te voegen, in een ontdekking die centraal zal staan ​​in de ontwikkeling van goedkope biomedische sensoren, kwantumcomputers, en een sneller internet.

Onderzoeker Tim Burgess voegde zinkatomen toe aan lasers met een diameter van een honderdste van een mensenhaar en gemaakt van galliumarsenide - een materiaal dat veel wordt gebruikt in smartphones en andere elektronische apparaten.

De onzuiverheden leidden tot een 100-voudige verbetering van de hoeveelheid licht van de lasers.

"Normaal gesproken zou je niet eens de moeite nemen om te zoeken naar licht van nanokristallen van galliumarsenide - we voegden aanvankelijk zink toe om de elektrische geleidbaarheid te verbeteren, zei meneer Burgess, een promovendus aan de ANU Research School of Physics and Engineering.

"Pas toen ik toevallig op lichtemissie controleerde, realiseerde ik me dat we iets op het spoor waren."

Galliumarsenide is een veelgebruikt materiaal in smartphones, fotovoltaïsche cellen, lasers en light-emitting diodes (LED's), maar het is een uitdaging om op nanoschaal mee te werken, omdat het materiaal een oppervlaktecoating nodig heeft voordat het licht kan produceren.

Eerdere ANU-onderzoeken hebben aangetoond hoe geschikte coatings kunnen worden vervaardigd.

Het nieuwe resultaat vormt een aanvulling op deze successen door de hoeveelheid licht die in de nanostructuur wordt gegenereerd te vergroten, zei onderzoeksgroepleider professor Chennupati Jagadish, van de ANU Research School of Physics Sciences.

"Het is een opwindende ontdekking en biedt mogelijkheden om andere nanostructuren met verbeterde lichtemissie-efficiëntie te bestuderen, zodat we de lasers verder kunnen verkleinen, " hij zei.

De heer Burgess zei dat de toevoeging van de onzuiverheid aan galliumarsenide, een proces genaamd doping, verbeterde niet alleen de lichtemissie.

"Het gedoteerde galliumarsenide heeft een zeer korte levensduur van de drager van slechts enkele picoseconden, wat betekende dat het zeer geschikt zou zijn voor gebruik in elektronische componenten met hoge snelheid.

"De doping heeft deze nanolasers echt een prestatievoordeel gegeven."

Het onderzoek is gepubliceerd in Natuurcommunicatie .