p Os pesquisadores desenvolveram um novo tipo de laser chamado laser de anel de pontos quânticos que emite vermelho, laranja, e luz verde. As diferentes cores são emitidas de diferentes partes do ponto quântico - vermelho do núcleo, verde da casca, e laranja de uma combinação de ambos - e pode ser facilmente trocada controlando a competição entre a emissão de luz do núcleo e da casca. p Os pesquisadores, Boris le Feber, Ferry Prins, Eva De Leo, Freddy T. Rabouw, e David J. Norris, na ETH Zurique, Suíça, publicaram um artigo sobre os novos lasers em uma edição recente da Nano Letras .

p O trabalho demonstra os efeitos interessantes que são possíveis com lasers baseados em pontos quânticos, que são esferas de cristal nanométricas feitas de materiais semicondutores. Nestes lasers, os pontos quânticos são freqüentemente revestidos com cascas de um material diferente. Quando iluminado, as conchas não emitem apenas luz própria, mas também canalizam portadores fotoexcitados (excitons) para os núcleos dos pontos quânticos, que aumenta a emissão de luz central do laser.

p Para fazer lasers de pontos quânticos que podem alternar entre a emissão de luz apenas dos núcleos ou apenas das conchas, os pesquisadores projetaram uma cavidade especial para laser, que é a parte central do laser responsável por confinar e refletir a luz até que ela se torne altamente coerente. Embora os lasers de pontos quânticos tenham sido amplamente pesquisados, o efeito da cavidade do laser no desempenho do laser de pontos quânticos tem sido amplamente inexplorado até agora.

p No novo estudo, os cientistas fabricaram cavidades de laser de alta qualidade feitas de matrizes de anéis de pontos quânticos altamente estruturados. Os lasers resultantes exibem fatores de qualidade de cavidade muito altos - quase uma ordem de magnitude maior do que os lasers de pontos quânticos típicos, que geralmente têm cavidades aleatórias.

p "Fomos capazes de demonstrar uma abordagem de fabricação simples que levou a cavidades em anel de alta qualidade que nos permitiram explorar esse comportamento de 'troca de cor' em um laser de ponto quântico, "Norris, Professor de Engenharia de Materiais na ETH Zurique, contado Phys.org . "Em cavidades de baixa qualidade, é improvável que pudéssemos observar esse efeito."

p Os pesquisadores demonstraram que, em baixas potências, os novos lasers emitem luz vermelha de seus núcleos, enquanto que em poderes superiores, eles emitem luz verde das conchas. Em potências intermediárias, a luz vem tanto do núcleo quanto da casca, e então aparece laranja. Como explicam os pesquisadores, é possível sufocar completamente a emissão do núcleo porque a emissão do núcleo ocorre em uma escala de tempo de picossegundos, enquanto a emissão da casca ocorre em uma escala de tempo de subpicosegundos e, portanto, pode ultrapassar em muito a emissão do núcleo, contanto que a potência do laser seja suficientemente alta.

p No futuro, as propriedades exclusivas dos lasers de anel de pontos quânticos podem levar a aplicações em monitores de laser, sensoriamento químico, e outras áreas. Mas antes que essas aplicações possam ser realizadas, os pesquisadores planejam melhorar ainda mais o desempenho do laser.

p “Demonstramos o efeito de 'mudança de cor' neste trabalho, mas a mudança de cor ocorre em potências muito altas, "Norris disse." Mais pesquisas são necessárias para ver se o mesmo efeito pode ocorrer em potências mais razoáveis. Isso seria útil para aplicativos. Felizmente, os pontos quânticos continuam a melhorar (em termos de desempenho para lasers), e podemos aplicar imediatamente essas melhorias em nossos dispositivos. " p © 2018 Phys.org