अवधारणा और नैनोलसर्स का वर्गीकरण

नैनोलसर एक प्रकार का माइक्रो और नैनो डिवाइस है जो नैनोमैटेरियल्स जैसे नैनोवायर से बना होता है, जो एक गुंजयमानता के रूप में होता है और फोटोएक्सिटेशन या विद्युत उत्तेजना के तहत लेजर का उत्सर्जन कर सकता है। इस लेजर का आकार अक्सर केवल सैकड़ों माइक्रोन या यहां तक ​​कि दसियों माइक्रोन होता है, और व्यास नैनोमीटर ऑर्डर तक होता है, जो भविष्य की पतली फिल्म डिस्प्ले, एकीकृत ऑप्टिक्स और अन्य क्षेत्रों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।

नैनोलसर का वर्गीकरण:

1। नैनोवायर लेजर

2001 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने दुनिया के सबसे छोटे लेजर-नैनोलसर्स-एक मानव बाल की लंबाई का केवल एक हजारवें स्थान पर नैनोपिक तार पर बनाया। यह लेजर न केवल पराबैंगनी लेज़रों का उत्सर्जन करता है, बल्कि नीले से गहरे पराबैंगनी तक लेज़रों का उत्सर्जन करने के लिए भी ट्यून किया जा सकता है। शोधकर्ताओं ने शुद्ध जस्ता ऑक्साइड क्रिस्टल से लेजर बनाने के लिए उन्मुख एपिफाइक्शन नामक एक मानक तकनीक का उपयोग किया। वे पहले "सुसंस्कृत" नैनोवायर, अर्थात्, एक सोने की परत पर 20nm से 150nm के व्यास और 10,000 एनएम शुद्ध जस्ता ऑक्साइड तारों की लंबाई के साथ बनते हैं। फिर, जब शोधकर्ताओं ने ग्रीनहाउस के नीचे एक और लेजर के साथ नैनोवायर में शुद्ध जस्ता ऑक्साइड क्रिस्टल को सक्रिय किया, तो शुद्ध जस्ता ऑक्साइड क्रिस्टल ने केवल 17nm के तरंग दैर्ध्य के साथ एक लेजर उत्सर्जित किया। इस तरह के नैनोलसर्स का उपयोग अंततः रसायनों की पहचान करने और कंप्यूटर डिस्क और फोटोनिक कंप्यूटरों की सूचना भंडारण क्षमता में सुधार करने के लिए किया जा सकता है।

2। पराबैंगनी नैनोलसर

माइक्रो-लेज़र, माइक्रो-डिस्क लेज़रों, माइक्रो-रिंग लेज़रों, और क्वांटम हिमस्खलन लेज़रों, केमिस्ट यांग पिएडोंग और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में उनके सहयोगियों के आगमन के बाद, बर्कले ने कमरे का तापमान नैनोलसर्स बनाया। यह जस्ता ऑक्साइड नैनोलसर एक लेजर का उत्सर्जन कर सकता है, जो कि 0.3nm से कम के लाइनविड्थ और हल्के उत्तेजना के तहत 385nm की तरंग दैर्ध्य के साथ हो सकता है, जिसे दुनिया में सबसे छोटा लेजर माना जाता है और नैनोटेक्नोलॉजी का उपयोग करके निर्मित पहले व्यावहारिक उपकरणों में से एक। विकास के प्रारंभिक चरण में, शोधकर्ताओं ने भविष्यवाणी की कि यह ZnO नैनोलसर का निर्माण करना आसान है, उच्च चमक, छोटे आकार, और प्रदर्शन GAN ब्लू लेज़रों के बराबर या बेहतर है। उच्च घनत्व वाले नैनोवायर सरणियों को बनाने की क्षमता के कारण, ZnO नैनोलसर्स कई अनुप्रयोगों में प्रवेश कर सकते हैं जो आज के GAAS उपकरणों के साथ संभव नहीं हैं। इस तरह के लेज़रों को उगाने के लिए, ZnO नैनोवायर को गैस परिवहन विधि द्वारा संश्लेषित किया जाता है जो एपिटैक्सियल क्रिस्टल विकास को उत्प्रेरित करता है। सबसे पहले, नीलम सब्सट्रेट को 1 एनएम ~ 3.5nm मोटी सोने की फिल्म की एक परत के साथ लेपित किया जाता है, और फिर इसे एक एल्यूमिना नाव पर डाल दिया जाता है, सामग्री और सब्सट्रेट को 880 ° C ~ 905 ° C तक गर्म किया जाता है, जो Zn स्टीम का उत्पादन करने के लिए अमोनिया प्रवाह में होता है, और फिर Zn स्टीम को सब्सट्रेट तक ले जाया जाता है। हेक्सागोनल क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के साथ 2μm ~ 10μm के नैनोवायर 2min ~ 10min की वृद्धि प्रक्रिया में उत्पन्न हुए थे। शोधकर्ताओं ने पाया कि ZnO नैनोवायर 20nm से 150nm के व्यास के साथ एक प्राकृतिक लेजर गुहा बनाता है, और इसके व्यास का अधिकांश (95%) 70nm से 100nm है। नैनोवायरों के उत्तेजित उत्सर्जन का अध्ययन करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक एनडी के चौथे हार्मोनिक आउटपुट के साथ एक ग्रीनहाउस में नमूना को वैकल्पिक रूप से पंप किया: YAG लेजर (266nm तरंग दैर्ध्य, 3NS पल्स चौड़ाई)। उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के विकास के दौरान, प्रकाश को पंप शक्ति की वृद्धि के साथ लाया जाता है। जब लेसिंग ZnO Nanowire (लगभग 40kW/सेमी) की दहलीज से अधिक हो जाती है, तो उच्चतम बिंदु उत्सर्जन स्पेक्ट्रम में दिखाई देगा। इन उच्चतम बिंदुओं की लाइन चौड़ाई 0.3nm से कम है, जो थ्रेशोल्ड के नीचे उत्सर्जन वर्टेक्स से लाइन चौड़ाई से 1/50 से कम है। इन संकीर्ण लाइनड्थ्स और उत्सर्जन की तीव्रता में तेजी से वृद्धि ने शोधकर्ताओं को यह निष्कर्ष निकालने के लिए प्रेरित किया कि उत्तेजित उत्सर्जन वास्तव में इन नैनोवायरों में होता है। इसलिए, यह नैनोवायर सरणी एक प्राकृतिक गुंजयमान के रूप में कार्य कर सकता है और इस तरह एक आदर्श माइक्रो लेजर स्रोत बन सकता है। शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि इस लघु-तरंग दैर्ध्य नैनोलसर का उपयोग ऑप्टिकल कंप्यूटिंग, सूचना भंडारण और नैनोएनलिज़र के क्षेत्रों में किया जा सकता है।

3। क्वांटम अच्छी तरह से लेजर

2010 से पहले और बाद में, सेमीकंडक्टर चिप पर etched लाइन की चौड़ाई 100nm या उससे कम तक पहुंच जाएगी, और सर्किट में केवल कुछ इलेक्ट्रॉनों को आगे बढ़ना होगा, और एक इलेक्ट्रॉन की वृद्धि और कमी का सर्किट के संचालन पर बहुत प्रभाव पड़ेगा। इस समस्या को हल करने के लिए, क्वांटम वेल लेज़रों का जन्म हुआ। क्वांटम यांत्रिकी में, एक संभावित क्षेत्र जो इलेक्ट्रॉनों की गति को बाधित करता है और उन्हें मात्रा देता है उसे क्वांटम अच्छी तरह से कहा जाता है। इस क्वांटम बाधा का उपयोग अर्धचालक लेजर की सक्रिय परत में क्वांटम ऊर्जा स्तर बनाने के लिए किया जाता है, ताकि ऊर्जा के स्तर के बीच इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण लेजर के उत्साहित विकिरण पर हावी हो, जो एक क्वांटम अच्छी तरह से लेजर है। क्वांटम अच्छी तरह से लेजर के दो प्रकार हैं: क्वांटम लाइन लेजर और क्वांटम डॉट लेजर।

① क्वांटम लाइन लेजर

वैज्ञानिकों ने क्वांटम वायर लेज़रों को विकसित किया है जो पारंपरिक लेज़रों की तुलना में 1,000 गुना अधिक शक्तिशाली हैं, तेजी से कंप्यूटर और संचार उपकरण बनाने की दिशा में एक बड़ा कदम उठाते हैं। लेजर, जो फाइबर-ऑप्टिक नेटवर्क पर ऑडियो, वीडियो, इंटरनेट और संचार के अन्य रूपों की गति को बढ़ा सकता है, को येल विश्वविद्यालय में वैज्ञानिकों द्वारा विकसित किया गया था, न्यू जर्सी में ल्यूसेंट टेक्नोलॉजीज बेल लैब्स और मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर फिजिक्स इन ड्रेसडेन, जर्मनी। ये उच्च-शक्ति लेजर महंगे रिपीटर्स की आवश्यकता को कम करेंगे, जो संचार लाइन के साथ हर 80 किमी (50 मील) के साथ स्थापित किए जाते हैं, फिर से लेजर दालों का उत्पादन करते हैं जो कम तीव्र होते हैं क्योंकि वे फाइबर (रिपीटर्स) के माध्यम से यात्रा करते हैं।