【雷射脈衝酷半導體】

明道

【雷射脈衝酷半導體】

 

 

將納米帶放在冰箱裡

物理學家在新加坡是創建冰箱中冷卻一塊半導體使用光，利用他們的技術，由一些 40 K.超酷的鎘硫化室溫樣本的第儘管類似的技術以前用於冷靜摻雜稀土元素的眼鏡，這個最新的工作可能導致在使用衛星或甚至"自我冷卻"雷射器實際光學制冷設備。

第一次在 20 世紀 80 年代開發，鐳射冷卻開闢了新的和令人難以置信卓有成效的超冷原子氣體研究。

這項技術涉及與原子吸收和排放的淨影響是減少平均運動的原子，並因此降低氣體的溫度的一種光子發射反傳播雷射光束在原子氣體。

刪除聲子

因為熱存儲在稱為聲子，並不直接與光相互作用的量子化的晶格振動的形式在固體中，固體材料鐳射冷卻是稍有不同。

在罕見地球摻雜的眼鏡，能源是從中刪除聲子單個原子的玻璃都經過"反斯托克斯"過渡。

這涉及到正在與來自聲子的額外能量發射高能量光子 — — 之前被一個原子吸收一個光子。

從技術角度來看，它會更有用，因為鐳射冷卻更傳統的材料，如半導體、 比摻雜玻璃。去年，尤金 · Polzik 和哥本哈根大學的同事們設法使用鐳射冷卻極薄的像一面鼓被舒展的半導體。

然而，而不是一般的製冷方法，光學機械技術重點阻尼出鼓樣聲子模在工作表中的特定子集。

寒冷納米帶

什麼華熊和在新加坡南洋科技大學的同事們現在已經表現出是更一般的技術，使用雷射器半導體鎘硫化物 (CdS) 的冷卻極薄功能區 （或"納米帶"）。

該方法還依賴于一個反斯托克斯的過程，但在這種情況下過渡涉及被轉換為 electron–hole 對吸收的光子。

此"激"摧殘，半導體發出更高能量光子 — — 與來自的聲子湮沒的額外能量。因此，樣品丟失聲子和冷卻。

熊告訴physicsworld.com他的團隊在偶然效果由事故時基於鐳射拉曼光譜在做實驗 CdS 納米帶 — — 有特別強的反斯托克斯光致發光的材料。

納米帶約 3 μ m 寬和大約 100 毫微米厚，和跨穿插與被跨約 4 μ m 的孔氧化矽基板上掛。

關於暫停了在孔的納米帶的部分作了測量。

強耦合

實驗涉及射擊"泵"雷射脈衝在納米帶創建激子，具有調整這樣的激子能量加的幾個聲子能量等於在反斯托克斯過渡中發出的光子的能量的鐳射能量。

在這種方式中發出的每個光子因此需要花費大量的熱能。

的確，熊說，超過 100 meV 的能量被移除每泵光子 — — 正因為激子與聲子的 CdS 納米帶夫婦非常強烈的極高的效率。

團隊開始在室溫 (290 K) 納米帶的冷卻過程，然後減少到約 250 K 在 40 分鐘左右的溫度。

這對應于 180 µ W 製冷功率。樣品的溫度是使用一種稱為泵探頭髮光測溫，涉及到發射了第二個"探頭"雷射脈衝在樣品技術來衡量的。

感應器在空間中

根據熊，冷卻技術可以用於冷卻微型設備。也是相對比較簡單，小型化、 鐳射冷卻並不涉及機械製冷 — — 可以引入有害的振動 — — 或低溫液體。

熊說的一個應用是"特別是具有吸引力的"冷卻是衛星和其他空間特派團使用的感應器。

他還說技術可以用於冷卻鐳射通過使用一些它自己的光芒。

雖然熊說有幾個必須克服，使工作更大樣本技術的挑戰，它是半導體的，原則上，可能。

Polzik 形容這最新添加的原則上，技術可以用於從半導體器件移除熱的"一個非常有趣結果"作為冷卻技術。

自然中描述的冷卻方法.

關於作者

Hamish Johnston is editor of physicsworld.com
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引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fjan%2F25%2Flaser-pulses-cool-semiconductor