Is cineál gléas micrea agus nana é nana-léasar atá déanta as nana-ábhair amhail sreang nana mar athshondóir agus is féidir leis léasar a astú faoi fhóta-spreagadh nó faoi spreagadh leictreach. Is minic nach mbíonn ach na céadta miocrón nó fiú na deicheanna miocrón i méid an léasair seo, agus bíonn an trastomhas suas le hord nanaiméadar, rud atá ina chuid thábhachtach de thaispeántais scannáin tanaí, optaic chomhtháite agus réimsí eile sa todhchaí.
Aicmiú nana-léasair:
1. Léasar nana-shreang
Sa bhliain 2001, chruthaigh taighdeoirí in Ollscoil California, Berkeley, sna Stáit Aontaithe, an léasar is lú ar domhan – nana-léasair – ar an sreang nana-optach nach bhfuil ach an míleú cuid de fhad ribín gruaige daonna. Ní hamháin go n-astaíonn an léasar seo léasair ultraivialait, ach is féidir é a choigeartú freisin chun léasair a astú ó ghorm go ultraivialait dhomhain. Bhain na taighdeoirí úsáid as teicníc chaighdeánach ar a dtugtar eipifítiú dírithe chun an léasar a chruthú ó chriostail ocsaíd since íon. Ar dtús, rinne siad nana-shreanga a "chultúrú", is é sin, foirmithe ar shraith óir le trastomhas 20nm go 150nm agus fad sreanga ocsaíd since íon 10,000 nm. Ansin, nuair a ghníomhaigh na taighdeoirí na criostail ocsaíd since íon sna nana-shreanga le léasar eile faoin cheaptha teasa, d'astaigh na criostail ocsaíd since íon léasar le tonnfhad 17nm amháin. D'fhéadfaí nana-léasair den sórt sin a úsáid sa deireadh chun ceimiceáin a aithint agus cumas stórála faisnéise dioscaí ríomhaire agus ríomhairí fótónacha a fheabhsú.
2. Nana-léasar ultraivialait
Tar éis theacht na micrea-léasar, na léasar micrea-dhiosca, na léasar micrea-fáinne, agus na léasar maoláin chandamach, rinne an ceimiceoir Yang Peidong agus a chomhghleacaithe in Ollscoil California, Berkeley, nana-léasair teocht an tseomra. Is féidir leis an nana-léasar ocsaíd since seo léasar a astú le leithead líne níos lú ná 0.3nm agus tonnfhad 385nm faoi spreagadh solais, agus meastar gurb é an léasar is lú ar domhan é agus ceann de na chéad fheistí praiticiúla a monaraíodh ag baint úsáide as nanateicneolaíocht. Sa chéim tosaigh den fhorbairt, thuar na taighdeoirí go bhfuil an nana-léasar ZnO seo éasca le monarú, gile ard, méid beag, agus go bhfuil an fheidhmíocht cothrom le nó níos fearr fós ná léasair ghorma GaN. Mar gheall ar an gcumas eagair nana-shreanga ard-dlúis a dhéanamh, is féidir le nana-léasair ZnO dul isteach i go leor feidhmeanna nach féidir le feistí GaAs an lae inniu. Chun léasair den sórt sin a fhás, déantar nana-shreang ZnO a shintéisiú trí mhodh iompair gáis a chatalaíonn fás criostail eipitacsach. Ar dtús, cuirtear sraith de scannán óir 1 nm ~ 3.5nm tiubh ar an tsubstráit saifír, agus ansin cuirtear ar bhád alúmana é, téitear an t-ábhar agus an tsubstráit go 880 ° C ~ 905 ° C sa sreabhadh amóinia chun gal sinc a tháirgeadh, agus ansin iompraítear an gal sinc chuig an tsubstráit. Gineadh nana-shreanga de 2μm ~ 10μm le hachar trasghearrthach heicseagánach i bpróiseas fáis 2 nóiméad ~ 10 nóiméad. Fuair na taighdeoirí amach go bhfoirmíonn nana-shreang sinc cuas léasair nádúrtha le trastomhas 20nm go 150nm, agus go bhfuil an chuid is mó (95%) dá trastomhas 70nm go 100nm. Chun astaíocht spreagtha na nana-shreanga a imscrúdú, phumpáil na taighdeoirí an sampla go hoptúil i dteach gloine leis an aschur ceathrú armónach de léasar Nd:YAG (tonnfhad 266nm, leithead cuisle 3ns). Le linn éabhlóid an speictrim astaíochta, laghdaítear an solas de réir mar a mhéadaíonn cumhacht na caidéil. Nuair a sháraíonn an léasarú tairseach nana-shreang ZnO (thart ar 40kW/cm), beidh an pointe is airde le feiceáil sa speictream astaíochta. Tá leithead líne na bpointí is airde seo níos lú ná 0.3nm, atá níos mó ná 1/50 níos lú ná leithead na líne ón rinn astaíochta faoi bhun na tairsí. Mar gheall ar na líneleithid chúng seo agus na méaduithe tapa i ndéine na n-astaíochtaí, tháinig na taighdeoirí ar an gconclúid go dtarlaíonn astaíocht spreagtha sna nana-shreanga seo. Dá bhrí sin, is féidir leis an eagar nana-shreang seo gníomhú mar athshondóir nádúrtha agus dá bhrí sin a bheith ina fhoinse micrea-léasair idéalach. Creideann na taighdeoirí gur féidir an nana-léasar gearrthonnfhaid seo a úsáid i réimsí na ríomhaireachta optúla, stórála faisnéise agus nana-anailísí.
3. Léasair tobair chandamach
Roimh agus i ndiaidh 2010, shroichfeadh leithead na líne atá greanta ar an sliseanna leathsheoltóra 100nm nó níos lú, agus ní bheidh ach cúpla leictreon ag bogadh sa chiorcad, agus beidh tionchar mór ag méadú agus laghdú leictreon ar oibriú an chiorcaid. Chun an fhadhb seo a réiteach, rugadh léasair tobair chandamach. I meicnic chandamach, tugtar tobar candamach ar réimse poitéinsil a chuireann srian ar ghluaiseacht leictreon agus a chainníochtaíonn iad. Úsáidtear an srianadh candamach seo chun leibhéil fuinnimh chandamach a fhoirmiú i gciseal gníomhach an léasair leathsheoltóra, ionas go mbíonn an t-aistriú leictreonach idir na leibhéil fuinnimh i réim ar radaíocht spreagtha an léasair, ar léasar tobair chandamach é. Tá dhá chineál léasair tobair chandamach ann: léasair líne chandamach agus léasair ponc chandamach.
① Léasar líne chandamach
D'fhorbair eolaithe léasair sreinge chandamach atá 1,000 uair níos cumhachtaí ná léasair thraidisiúnta, rud a fhágann go bhfuil céim mhór á glacadh acu i dtreo ríomhairí agus gléasanna cumarsáide níos tapúla a chruthú. D'fhorbair eolaithe in Ollscoil Yale, Lucent Technologies Bell LABS i New Jersey agus Institiúid Max Planck don Fhisic i Dresden na Gearmáine an léasar, ar féidir leis luas fuaime, físe, an Idirlín agus cineálacha eile cumarsáide a mhéadú thar líonraí snáthoptaice. Laghdódh na léasair níos airde cumhachta seo an gá atá le hAthsheoltóirí costasacha, a shuiteáiltear gach 80km (50 míle) feadh na líne cumarsáide, rud a tháirgeann bíoga léasair atá níos lú déine agus iad ag taisteal tríd an snáithín (Athsheoltóirí).
Am an phoist: 15 Meitheamh 2023