Budoucí vývoj informačních technologií a počítačů je obvykle spojován s fotonickými obvody, ve kterých by se jako nosiče informace místo elektronů využívalo laserové světlo. Jenže to má háček, současné lasery jsou příliš velké a nelze je integrovat do elektronických čipů.
K tomu bychom potřebovali, aby se jejich rozměry pohybovaly v řádech nanometrů. Vědci z americké Purdue University tento letitý problém vyřešili, když se jim podařilo vyvinout zcela nový typ laseru nanoskopických rozměrů, čímž potvrdili správnost myšlenek fyziků Davida Bergmana a Marka Stockmana, kteří s koncepcí nanolaseru přišli již v roce 2003.
Nové zařízení – spaser (z angl. Surface Plasmon Amplification by Stimulated Emission of Radiation) – první svého druhu, které dokáže emitovat viditelné světlo, využívá ke své činnosti vlastností elektronových mračen na rozhraní materiálů, kterým se odborně říká povrchové plasmony.
Nanofotonika
Spasery mohou zásadně urychlit rozvoj nanofotoniky, oboru, do nějž vědci vkládají velké naděje. Nanofotonika by měla v budoucích technologiích hrát stále větší a větší roli, její poznatky by se mohly uplatnit například při výrobě výkonnějších počítačů, solárních článků, u spotřební elektroniky i tzv. hyperčoček, které by umožnily konstrukci mnohem účinnějších senzorů a mikroskopů.
Nejmenší laser na světě
"Dokázali jsme, že nanolasery, nejkritičtější komponenty, které jsou nezbytné pro to, aby se nanofotonika stala praktickou technologií, lze vyrobit," tvrdí Vladimir Šalaev, jeden z autorů nového objevu.
Spasery a lasery
Nanolasery zkonstruované na bázi spaseru tvoří kuličky o průměru pouhých 44 nanometrů. Jen pro představu - do jedné jediné lidské červené krvinky by se jich vešel asi milion. "Naše práce představuje důležitý mezník, který by mohl odstartovat revoluci v nanofotonice," říká Timothy D. Sands, ředitel nanotechnologického centra na Purdue University.
Spasery mají jádro ze zlata pokryté vrstvou sklu podobného materiálu, ve kterém jsou rozpuštěny částečky zeleného barviva. Jakmile jsou kuličky osvětleny, zlaté jádro na svém povrchu vygeneruje plasmony (hustotní fluktuace mračen elektronů), které jsou barvivem ještě zesíleny.
Nakonec jsou plasmony přeměněny ve fotony viditelného světla, které je vyzářeno jako laserový paprsek. Vlnová délka vyzářeného světla je 530 nanometrů. "Průlom v laserové technologii se nám podařilo udělat právě v době, kdy se chystáme na oslavy 50. výročí vynálezu laseru," říká Šalev. Připomeňme, že první funkční laser předvedl v roce 1960 Theodore H. Maiman.
Zdroj: www.purdue.edu
