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동향 기본정보
전기 자극된 양자점을 사용한 광 증폭 달성
동향 개요
| 기관명 | NDSL |
|---|---|
| 작성자 | KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
| 작성일자 | 2017-11-22 00:00:00.000 |
| 내용 | 획기적인 발전으로 로스 알라모스 과학자들은 양자점으로 알려진 화학적으로 합성된 반도체 나노 결정의 전기적으로 여기된 필름을 사용하여 성공적으로 빛을 증폭시킬 수 있다는 것을 보여주었다. 양자점 막은 현재 유비쿼터스 발광 다이오드 (LED)와 같이 디바이스에 통합되어 있지만, 이 경우 광학 게인 (gain) 시스템을 달성하는데 필요한 높은 전류 밀도를 유지하도록 설계된다. 레이저 포인터, 바코드 판독기 등에서 일상적으로 레이저 다이오드를 볼 수 있으며 이러한 장치의 핵심 요소는 입사광을 흡수하는 대신 광 증폭 매체를 증폭시키는 것이다. 전기적으로 여기된 양자점을 이용한 광 게인은 실재적으로 실현되었다. 연구팀은 전기 자극을 이용한 양자점 레이징이 불가능하다고 널리 알려져 있었지만 화학적으로 합성된 양자점을 사용하여 새로운 레이저 매체를 개발하기 위해 노력해 왔다. 특별히 설계된 도트 (dot)를 사용함으로써 오제 (Auger) 재결합으로 인한 에너지 손실을 피할 수 있었다. 이러한 결과는 보다 복잡하고 값 비싼 진공 기반 에피택시 기술을 사용하여 제작된 기존 레이저 다이오드를 보완하거나 대체할 수 있는 솔루션으로 가공할 수 있는 고도로 유연한 전기 펌프 레이저의 새로운 세대의 실현 가능성을 입증하였다. 이러한 장래의 장치는 디스플레이 및 프로젝터용 RGB 레이저 모듈부터 생물 및 화학 진단용 다중 파장 마이크로 레이저에 이르기까지 다양한 응용 분야를 가능하게 하다. 네이쳐 머터리얼스 (Nature Materials)에 발표된 새로운 보고서에서 로스 알라모스 연구팀은 '디자이너' 양자점을 사용하여 직류 전기 펌핑을 통해 나노 결정 고체에서 빛의 증폭을 달성할 수 있음을 입증했다. 수행된 연구의 성공을 강조하는 새로운 양자점의 핵심 특성은 물질의 조성이 반경 방향을 따라 연속적으로 변화하는 신중하게 설계된 입자 내부이다. 이 접근법은 일반적으로 오제 재결합을 유발하는 원자 조성의 가파른 단계를 제거했다. 결과적으로 설계된 양자점은 오제 효과의 열 손실을 거의 완벽하게 억제하므로 전류에 의해 방출된 에너지를 불필요한 열 대신 발광 채널로 방향을 바꿀 수 있었다. 로스 알라모스 나노 기술 팀은 원래 2000 년에 반도체 나노 결정에 레이저 효과를 발견했다. 사이언스 저널에 발표된 이러한 원리 증명 실험에서 오제 프로세스로 인해 발생된 광학 이득 감소를 능가하는 매우 짧은 (펨토초) 레이저 펄스로 양자점을 자극했다. 짧은 광학 게인 수명은 전기 펌핑의 경우 특히 심각한 문제를 일으킨다. 전자 펌핑은 전자와 정공이 양자점에 하나씩 주입될 때 본질적으로 느린 프로세스이다. 이 연구의 또 다른 중요한 요소는 광학 이득을 달성하는데 필요한 높은 전류 밀도를 허용하는 특별한 '전류 집중' 장치 아키텍처이다. 로스 알라모스 연구팀이 사용한 방법은 전하 주입 전극 중 하나를 테이퍼 (taper)하여 전류 전도 영역의 크기를 100 마이크론 미만으로 제한하는 것이었다. 이 전략을 사용하여, 그들은 도트 또는 주입 층을 손상시키지 않으면서 광 증폭의 영역에 도달하기에 충분한 전류 농도를 생성할 수 있었다. |
| 출처 | |
| 원문URL | http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2017003339 |
| 첨부파일 |
추가정보
| 과학기술표준분류 | |
|---|---|
| ICT 기술분류 | |
| 주제어 (키워드) | 1. 양자점,전기 펌핑,레이저,합성,오제 효과 2. quantum dot,electrical pump,laser,synthesis,Auger effect |