Une équipe dirigée par un professeur de l'Université de Californie, Le Riverside Bourns College of Engineering a fait une découverte dans la technologie laser à nanofils semi-conducteurs qui pourrait potentiellement tout faire, de tuer les virus à augmenter la capacité de stockage des DVD.
Les lasers à diodes à semi-conducteurs ultraviolets sont largement utilisés dans le traitement des données, stockage de l'information et biologie. Leurs applications ont été limitées, cependant, par taille, coût et puissance. La génération actuelle de lasers ultraviolets est basée sur un matériau appelé nitrure de gallium, mais Jianlin Liu, professeur d'électrotechnique, et ses collègues ont fait une percée dans les lasers à guide d'ondes à nanofils d'oxyde de zinc, qui peut offrir des tailles plus petites, des coûts inférieurs, puissances plus élevées et longueurs d'onde plus courtes.
Jusqu'à maintenant, les nanofils d'oxyde de zinc n'ont pas pu être utilisés dans des applications d'émission de lumière du monde réel en raison de l'absence de type p, ou de type positif, matériau nécessaire à tous les semi-conducteurs. Liu a résolu ce problème en dopant les nanofils d'oxyde de zinc avec de l'antimoine, un élément métalloïde, pour créer le matériau de type p.
Les nanofils d'oxyde de zinc de type p ont été connectés avec des nanofils de type n, ou de type négatif, matériau d'oxyde de zinc pour former un dispositif appelé diode à jonction p-n. Alimenté par une batterie, la lumière laser hautement directionnelle n'émet qu'à partir des extrémités des nanofils.
« Les membres de la communauté de recherche sur l'oxyde de zinc à travers le monde se sont efforcés d'y parvenir au cours de la dernière décennie, " Liu a déclaré. " Cette découverte est susceptible de stimuler l'ensemble du domaine pour pousser la technologie plus loin. "
Les conclusions de Liu ont été publiées dans le numéro de juillet de Nature Nanotechnologie . Les co-auteurs sont :Sheng Chu, Guoping Wang, Jieying Kong, Lin Li et Jingjian Ren, tous les étudiants diplômés de l'UC Riverside; Weihang Zhou, un étudiant à l'Université Fudan en Chine; Léonid Tchernyak, professeur de physique à l'Université de Floride centrale; Yuqing Lin, un étudiant diplômé de l'Université de Floride centrale; et Jianze Zhao, un étudiant invité de l'Université de technologie de Dalian en Chine.
La découverte pourrait avoir un large éventail d'impacts.
Pour le stockage des informations, les lasers à nanofils d'oxyde de zinc pourraient être utilisés pour lire et traiter des données beaucoup plus denses sur des supports de stockage tels que des DVD, car l'ultraviolet a une longueur d'onde plus courte que les autres lumières, comme le rouge. Par exemple, un DVD qui stockerait deux heures de musique pourrait stocker quatre ou six heures en utilisant le nouveau type de laser.
Pour la biologie et la thérapeutique médicale, le faisceau lumineux laser ultra-petit d'un laser à nanofil peut pénétrer dans une cellule vivante, ou exciter ou changer sa fonction d'une mauvaise cellule à une bonne cellule. La lumière pourrait également être utilisée pour purifier l'eau potable.
Pour la photonique, la lumière ultraviolette pourrait fournir un traitement et une transmission ultrarapides des données. De petits lasers à diodes à semi-conducteurs ultraviolets fiables peuvent aider à développer une technologie de communication sans fil ultraviolette, ce qui est potentiellement meilleur que les technologies de communication infrarouge de pointe utilisées dans divers systèmes d'information électroniques.
Alors que Liu et les étudiants de son laboratoire ont démontré le dopage de type p de l'oxyde de zinc et du guide d'ondes à nanofils alimenté électriquement dans la gamme ultraviolette, il a déclaré qu'il restait encore du travail à faire avec la stabilité et la fiabilité du matériau de type p.
