中美合作納米激光器研究獲進(jìn)展

        記者從湖南大學(xué)獲悉，該校微納技術(shù)研究中心教授鄒炳鎖領(lǐng)銜的納米光子學(xué)小組與美國亞利桑那州立大學(xué)教授寧存政領(lǐng)銜的納米光子學(xué)小組合作，將半導體激光芯片調諧范圍擴大，成功演示出500納米綠光直至700納米紅光，創(chuàng )下一個(gè)新的半導體激光器調諧范圍的世界紀錄，與原來(lái)調諧范圍最長(cháng)僅幾十納米相比實(shí)現了重大突破。該成果論文發(fā)表在最近一期國際學(xué)術(shù)期刊《納米快報》（NanoLetters）上。

        該項成果的材料將可應用于新光源、光通訊、分子和生物傳感、太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域。例如，在新光源領(lǐng)域，如替換白熾燈而改用該種材料的發(fā)光器件，同等條件下發(fā)出的光將比現在亮得多，且節省能源；在光通訊領(lǐng)域，應用該成果可很好地改善光子元件的性能，大大提高光通訊的效能；在分子和生物傳感與檢測領(lǐng)域，應用該成果將能制備出與原來(lái)完全不同的可以自主發(fā)光的傳感器件，大大提高分子和生物傳感與檢測的效率或靈敏度；這種可調激光器還能用于改善目前的光譜技術(shù)；此外，這種材料還可應用到當今世界各地正廣泛推廣的太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，用來(lái)做太陽(yáng)能電池的基板，將大大提高太陽(yáng)能電池的光電轉換效率。

        長(cháng)期以來(lái)，如何提高半導體激光器的調諧范圍從而充分發(fā)揮激光的作用，一直是國內外專(zhuān)家?jiàn)^斗的目標；但制約這一進(jìn)步的主要因素就是一直無(wú)法攻克發(fā)光材料和基底材料的結構或應力配合問(wèn)題，導致材料成分無(wú)法大幅調節，因此無(wú)法實(shí)現激光的大范圍調諧。

        一般半導體激光器調諧范圍最長(cháng)僅幾十納米，制約了它在許多領(lǐng)域的應用。鄒炳鎖領(lǐng)銜的納米光子學(xué)小組另辟蹊徑，采用一維納米結構生長(cháng)技術(shù)，避免了材料中的結構配合問(wèn)題，可以做出成分可大范圍調節的納米線(xiàn)，與寧存政的光子學(xué)團隊緊密合作，實(shí)現了從綠光、黃光、橙光到紅光的單芯片上可調諧的激光發(fā)射，解決了這一國際難題。

        鄒炳鎖領(lǐng)銜的團隊近年一直致力于低維半導體納米結構光子學(xué)研究，并在國內率先開(kāi)展半導體納米線(xiàn)光波導和納米激光器等方面的研究，在多功能半導體納米結構光子學(xué)材料、器件和理論的研究方面取得了多項重要成果，處于國內領(lǐng)先和國際先進(jìn)水平。