"과학에 대해 이야기합시다": 과학자들은 "깊은"자외선 방사로 레이저 다이오드를 만들었습니다.

올해 '과학에 대해 이야기하자' 칼럼 창간호에서는 일본 나고야대학 과학자들의 발명에 대해 언급할 가치가 있다. 본 발명은 그 자체로도 주목할 만하지만, "연구소-비즈니스 고객"이라는 라인을 따라 민관 파트너십의 틀 내에서 만들어졌다는 사실 때문에 주목할 만합니다. 나고야 대학의 일본 과학자들은 화학 산업 활동에 참여하는 Asahi Kasei Corporation과 협력했습니다. 이 회사는 독일과 미국에 자회사를 두고 있습니다.

일본 물리학자들의 발명품은 무엇입니까?

그들의 연구실에서 그들은 최소한의 에너지 소비로 "심부" 자외선 스펙트럼을 방출하는 세계 최초의 레이저 다이오드를 만들 수 있었습니다.

일본 미래 전자공학 통합 연구 센터:

우리 대학은 현재 가장 짧은 파장을 방출하는 레이저 다이오드를 만들었습니다. 역사 유사한 연구에서는 펄스 전압을 사용하는 실온에서 271,8nm의 파장을 가지고 있습니다.

이전의 파장(336nm) 달성이 크게 뛰어넘어 "심부" 자외선 영역에 진입했기 때문에 이는 상당한 진전이라는 점에 주목합니다.

일본 나고야 대학에서는 이러한 레이저 다이오드의 도움으로 의학 분야에서 큰 발전을 이룰 수 있다고 말합니다. 우리는 주로 건선을 포함한 복잡한 피부 질환 치료 가능성에 대해 이야기하고 있습니다.

왜 화학산업계 기업이 개발 자금을 지원했습니까?

사실 Asahi Kasei에는 초현대적인 가스 분석기가 필요합니다. 동일한 회사가 DNA 구조 분야의 연구에 참여하고 있으며, 언급한 바와 같이 자외선 레이저 다이오드가 도움이 될 것입니다.

이 개발은 군대에도 관심을 끌었습니다. 특히 대화는 가스 분석기를 만들 수 있는 가능성으로 바뀌었습니다. 항공, 지능을 포함합니다. 예를 들어, 우리는 화학물질의 사용을 분석하는 것에 대해 이야기하고 있습니다. оружия 지상에.

특정 인간 장기에 대한 약물의 영향에 대한 전향적 연구 가능성도 고려되고 있습니다.

일본 과학자들의 자료에서:

자외선 레이저 다이오드는 유사한 반도체 장치를 개발할 때 직면하는 몇 가지 과제를 극복합니다. 우리는 레이저 다이오드 층을 생성하기 위해 고품질의 질화알루미늄(AlN) 기판을 베이스로 사용했습니다. 이는 품질이 낮은 AlN에는 많은 수의 결함이 포함되어 있어 궁극적으로 전기 에너지를 빛 에너지로 변환하는 레이저 다이오드 활성층의 효율에 영향을 미치기 때문에 필요합니다.

약간의 이론: 레이저 다이오드에서 "p형"과 "n형" 층은 소위 "양자 우물"에 의해 분리됩니다. 이러한 다이오드에 전류가 흐르면 p형 층의 양전하를 띤 정공과 n형 층의 음전하를 띤 전자가 중심을 향해 흘러 결합하면서 광자라고 불리는 가벼운 입자의 형태로 에너지를 방출하게 된다.

일본 연구진은 심자외선을 방출하도록 이 '양자우물'을 설계했습니다. p형 및 n형 층은 알루미늄 갈륨 질화물(AlGaN)로 만들어졌습니다. 역시 AlGaN으로 만들어진 외장 층(도금)이 p형 및 n형 층의 양쪽에 배치되었습니다. n형 층 아래의 클래딩에는 도핑된 실리콘 불순물이 포함되어 있습니다.

이때 모재의 성질을 변화시키는 방법으로 합금화(alloying)를 사용한다. p형 층 위의 쉘은 불순물을 추가하지 않고 분산 편광 도핑을 거쳤습니다. p측 클래딩의 알루미늄 함량은 하단에서 최대가 되고 상단으로 갈수록 점차 감소하도록 설계되었습니다. 연구원들은 이 알루미늄 구배가 양으로 하전된 정공의 흐름을 향상시킨다고 믿습니다. 마그네슘으로 도핑된 p형 AlGaN으로 만들어진 상단 접촉층도 추가되었습니다.

심자외선 레이저 빔을 방출할 수 있는 시스템의 작동 전압은 13,8V입니다. 다른 모든 경우에는 파장이 증가하기 시작합니다.

심자외선 스펙트럼에서 간섭성이 높은 파동을 생성할 수 있는 반도체 다이오드의 생성은 최소한의 에너지 소비로 반도체 기반 X선 레이저를 생성하는 새로운 단계이기도 합니다.

Comments

[빅터 _B]

Alferov는 그들에게 없습니다 ...
더 정확히 말하자면, 아쉽게도 알페로프가 부족해요...
아, 우리 시대에도 그런 사람들이 있었는데,
현재 부족과는 다르다
부!

[수리 부엉이]

제품 견적 : Victor_B

아, 우리 시대에도 그런 사람들이 있었는데,
현재 부족과는 다르다
부!

러시아는 지구상에서 가장 강력한 광선을 얻을 수 있는 기술을 개발했습니다. 2006년에는 비선형 광학 결정의 빛 매개변수 증폭 기술을 기반으로 러시아 과학 아카데미의 니즈니 노브고로드 응용 물리학 연구소에 PEARL(PEtawatt 파라메트릭 레이저) 시설이 건설되었습니다. 이 설비는 지구상의 모든 발전소 전력보다 수백 배 더 큰 0,56페타와트 전력의 펄스를 생성했습니다.
https://ria.ru/20140208/993836860.html

[빅터 _B]

불행히도 우리에게는 Alferov가 있습니다 충분하지 않습니다...

그것만으로는 충분하지 않았습니다.
글쎄, 그들은 완전히 죽거나 떠나지 않았습니다!

[Shurik70]

심자외선 스펙트럼에서 간섭성이 높은 파동을 생성할 수 있는 반도체 다이오드를 만드는 것도 반도체를 기반으로 하는 X선 레이저를 만드는 새로운 단계입니다.

X선은 10에서 -8승 미만의 파장으로 간주됩니다. 그리고 원자의 크기는 대략 10의 -10승 정도입니다. 이는 발광층의 크기가 원자 100개 정도여야 함을 의미합니다.
즉, 현대 기술을 사용하면 반도체를 기반으로 X선 레이저를 만드는 것이 가능합니다. 그러나 그 힘은 약할 것이고, 100개의 원자로 이루어진 막을 통해 킬로와트는 고사하고 XNUMX와트도 펌핑하는 것이 불가능할 것입니다.
의료기기만 사용 가능, 무기는 작동하지 않음

[켈윈]

그러나 그 힘은 약할 것이고, 100개의 원자로 이루어진 막을 통해 킬로와트는 고사하고 XNUMX와트도 펌핑하는 것이 불가능할 것입니다.
의료기기만 사용 가능, 무기는 작동하지 않음

글쎄, 그러한 저전력 이미 터 배열을 조립하는 것이 가능할까요? 광학 장치는 복잡하고 비용이 많이 들지만 아마도 이는 에너지 효율성 측면에서 보상을 받을 것입니다.

[바딤]

엑스레이 광학? 글쎄요, 많은 사람들이 그것 때문에 이빨이 부러졌습니다
레이저 다이오드를 만드는 데 너무 오랜 시간이 걸린다는 것이 이상합니다. 파장이 280nm(일본어이기도 함)의 간단한 직렬 LED를 꽤 오랫동안 구입할 수 있었기 때문입니다. 하지만 위력은 부족합니다. 짧은 시간 동안 작업하다가 버렸는데 아직 내 프로젝트에는 적합하지 않습니다. 석영 콜리메이터가 있는 케이스에 DRL 400 램프로 만든 간단한 버너가 훨씬 더 효과적인 솔루션입니다(RUB/W).

[켈윈]

글쎄요, 이 다이오드에 어떤 종류의 광학 장치를 사용할 계획인가요? 아니면 아직 결정을 내려야 합니까?

[바딤]

예, 이미 진공 자외선에서는 유일한 광학 장치가 거울입니다. 엑스레이를 보면 더욱 심각합니다.

[켈윈]

분명한. 교육 프로그램에 감사드립니다)

[Chaldon48]

그리고 군대, 그리고 아마도 주로 미국 군대가 이에 관심을 갖게 되었다고 가정해야 합니다.

[수리 부엉이]

그리고 이것은 "러시아인들이 할 수 없었던 전투용 레이저"라고 가정해야 합니다. 왜냐하면 그것은 결코 불가능하기 때문입니다!

[넥서스]

제품 견적 : Uhu

이 설비는 지구상의 모든 발전소 전력보다 수백 배 더 큰 0,56페타와트 전력의 펄스를 생성했습니다.

이것은 확실히 기쁘지만...이 페타와트의 실제 용도는 무엇입니까?

[수리 부엉이]

깜짝 놀랐나요? 에너지 전달 - 가벼운 무기. 레이저는 전투입니다. 생각해 보세요. 군 복무에 따른 경우입니다.

[Krot]

이것은 확실히 기쁘지만...이 페타와트의 실제 용도는 무엇입니까?

군사부터 의료까지 동일하며 우주에도 적용됩니다. 자외선 다이오드와 정확히 같은 값입니다.

[아스테 파라 노브]

제품 견적 : Uhu

러시아는 지구상에서 가장 강력한 광선을 얻을 수 있는 기술을 개발했습니다.

응. 동시에 펄스 에너지는 약 40J에 불과하므로 무기로는 전혀 쓸모가 없습니다. 순수 연구 프로젝트. 그런데 그것은 소련 시대에 다시 구현되기 시작했습니다.

[수리 부엉이]

힘을 높이십시오. 단위 시간당 대역폭이 달성되었거나 오히려 그렇지 않은 경우 방사가 더 재미있습니다. 그리고 다시 한번, 이제 나는 Peresvet의 귀가 어디서 왔는지 이해하기 시작했습니다.

[아스테 파라 노브]

제품 견적 : Uhu

전력 증가

0,56페타와트는 충분하지 않습니까? 레이저가 어떻게 작동하고 그 특성이 어떻게 측정되는지 아시나요?

[수리 부엉이]

죄송해요, 한 가지 생각하다가 다른 말을 했네요. 내 말은 에너지를 늘리려는 것입니다. 시간이나 작은 간격의 충격 수) 와트는 여전히 초당 줄이므로 상대방은 전력이 그렇다고 말했지만 에너지는 거의주지 않았습니다.

[일리아 _ 스크]

뭔가 문제가 생겼어요.. 언론은 늘 그렇듯 과대광고를 하더군요. 에너지 보존 법칙은 폐지되지 않았습니다. 여기서는 특정 특정 값(예: 펨토초 기간의 광속 밀도 W/cm²)에 대해 이야기하고 있습니다.

[ul_vitalii]

그들은 아무 말도 하지 않았습니다.

[빅터 _B]

인용문 : Balabol-M

90년대 우리 과학과 교육은 큰 타격을 입었습니다.

Chubais는 죽었을 것입니다. 그러나 그의 자리에서는… 글쎄요, 가치있는 인물이 정확히 있는지는 모르겠습니다.
가장 중요한 것은 빨간 머리가 죽는다는 것입니다!

[빅터 _B]

인용문 : Balabol-M

그는 진드기처럼 러시아에 달라붙었고 그를 쫓아낼 수 없습니다. 그의 배후에는 심각한 세력이 있습니다..

그렇기 때문에 관판만이 우리를 그에게서 구할 수 있습니다!

[스 베틀란]

앞머리 얼굴은 보조적입니다. Yeltsin과 Gorbaty는 모든 문제의 주요 원인입니다.

[발라 볼 -M]

제품 견적 : 스베틀라나

앞머리 얼굴은 보조적입니다. Yeltsin과 Gorbaty는 모든 문제의 주요 원인입니다.

그들은 붕괴의 메커니즘을 시작했지만 끊임없이 인간의 얼굴로 민주주의와 사회주의에 대해 속삭였습니다. 우리는 이 모든 것을 곧 알지 못할 것입니다...

[아스테 파라 노브]

인용문 : Balabol-M

그리고 우리가 따라잡을 거라고 확신해요!

당신은 XNUMX인칭으로 ​​글을 씁니다. 따라서 당신은 과학자이고 내부에서 과학의 상태를 알고 있습니다. 그렇죠? 일부 세부 사항(예: 게시물에 쉼표 배치)을 보면 귀하가 과학계와 직접적인 관계가 있는지 의심스럽습니다. 그러나 제가 보기에는 우리가 따라잡지 못할 뿐만 아니라 XNUMX년 전 수준보다 훨씬 낮은 수준으로 떨어진 것 같습니다. 당신은 박사 학위 논문을 읽고 놀랐습니다. 이것이 자신의 논문을 방어하다가 쫓겨난 C 학생의 에세이인 것 같은 느낌이 들었습니다.

[knn54]

필수 조건은 고품질 질화알루미늄 기판입니다.

[기대다]

작동시간과 방사시간은 어떻게 되나요? 기판을 가열하는 것은 어떻습니까? 장기간 가열로 인해 알루미늄 기판의 증발이 증가하고 알루미늄 기판의 스펙트럼 부분으로 레이저 펄스가 "막히게" 되어 결과적으로 두 장치의 출력 전력이 저하됩니까? 다이오드와 방사선 자체?

[SHVEDskiy_stol]

소스를 살펴보셔야 합니다. 그리고 나는 모든 카드가 거기에 배치될 것이라고 생각하지 않습니다.

[백만]

우리꺼인줄 알았는데 아니 일본꺼였구나...

[ltc35]

우리는 자비와 순수한 열정으로 노보시비르스크에 광학 실험실을 건설하기도 했습니다.

[발라 볼 -M]

제품 견적 : ltc35

우리는 자비와 순수한 열정으로 노보시비르스크에 광학 실험실을 건설하기도 했습니다.

그리고 지금도 그들은 계속되고 있습니다.. Chubais는 재능 있는 젊은 과학자들이 자금을 통과할 수 있도록 모든 일을 했습니다....그는 단지 예산을 쏟아부었고 그것을 숨기지도 않았습니다....그가 "우리는 돈이 많습니다. 재미있게 보내세요..”.

[UEPE]

뭔 말도 안돼 어릴때 이런 쓰레기 가지고 놀았는데 이제 사진 찾아봐야겠다..

[UEPE]

여러분, 웹사이트에 "AVIOR"라는 별명을 가진 친구가 있습니다. 그 사람이 응답하도록 하세요. 제가 그 사람에게 호출 신호를 주었습니다.)

[UEPE]

헤비 사이트, 아무래도 편집자는 본사에 앉아 있는 것 같은데...

[가토]

우리 대학은 펄스 전압 공급을 통해 현재 연구 역사상 가장 짧은 파장인 271,8nm를 실온에서 방출하는 레이저 다이오드를 만들었습니다.
이전의 파장(336nm) 달성이 크게 뛰어넘어 "심부" 자외선 영역에 진입했기 때문에 이는 상당한 진전이라는 점에 주목합니다.

흠, 이해가 안 돼요.
2010년에 자유 전자 레이저가 처음으로 시연되어 10eV(해당 파장 124nm)의 에너지, 즉 진공 자외선 범위(Science Daily 보고서)에서 응집성 광자를 생성했습니다.

[기대다]

아마도 모든 자외선이 아니라 정확하게 271,8 nm 파동의 이 부분에서 "순수한" 방사선의 변위는 스펙트럼의 이 부분의 선택적 플럭스이며 일본인이 매우 원하는 작업입니다. 그들은 방사선의 더 높은 파장, 즉 "초순수"의 선택적인 방사선 흐름을 수용함으로써 더 많은 것을 이해하게 될 것입니다.

[바딤]

흠, 글쎄요, 자유전자 레이저는 전기 진공 장치와 관련하여 자석과 스테인레스 스틸로 만들어진 엄청난 바보 같습니다. 그리고 여기 작은 반도체 레이저 다이오드가 있습니다. 비결은 이전에는 불가능했던 270nm의 간섭성 복사에 도달한 것이 반도체라는 것입니다.

[근원]

자외선은 박테리아를 죽입니다. 이는 병원의 석영실 또는 KUF 장치(코, 목 또는 다른 곳에 석영 빛이 있는 깔때기)에 대한 잘 알려진 절차입니다. 작동합니다.그러나 일관된 소스는 특정 유형(크기)의 박테리아에 정확하게 맞춰질 수 있으므로 최소한의 필요한 전력으로 화상을 일으키지 않고 환자 신체 부위의 치료 문제를 완전히 해결할 수 있습니다.
이것이 가장 먼저 떠 오릅니다.
글쎄, 적의 망막이 신성하다는 것을 깨닫지도 못한 채 불태워 버리다니!
정밀 무기 시스템 또는 제어 개체 간 데이터 전송을 위한 집중 제어 채널 - 다음.
글쎄, UV 범위에서 무엇을 어떻게 볼 수 있는지 추측할 수 있는 범위는 끝이 없습니다. 당신은 꿀벌에게 물어볼 수 있습니다 – 그들은 봅니다. 그러나 그들은 단지 의미 있게 윙윙거릴 뿐입니다.

[Vasyan1971]

이 개발은 군대에도 관심을 끌었습니다. .... 예를 들어, 지상에서의 화학 무기 사용 분석에 대해 이야기하고 있습니다.

설마.

역사적 사실이 보여주듯이, 일본은 제XNUMX차 세계대전 당시 제네바 의정서를 위반하여 화학무기를 적극적으로 사용한 유일한 국가였습니다.

[클링 온]

제품 견적 : krot

이것은 확실히 기쁘지만...이 페타와트의 실제 용도는 무엇입니까?

군사부터 의료까지 동일하며 우주에도 적용됩니다. 자외선 다이오드와 정확히 같은 값입니다.

파장이 작기 때문에 광 매체의 기록 밀도를 크게 높일 수 있습니다. Blue Ray 장치에서는 파란색 레이저가 쓰기/읽기를 수행하며 여기에는 자외선이 있습니다. 옵션으로 8K 필름이 포함된 디스크 또는 홀로그램

[CAT BAYUN]

내가 뭐라고 말할 수 있니? 일본어 잘했어요! 그리고 그들의 타고난 자질을 고려하면 그것은 이상할 것입니다: 근면, 근면, 책임감, 그러한 깊은 바닥에 도달하지 않는 것.... 그들은 심지어 가능한 한 효율적이고 철저하게 이웃에게 해를 끼치고 슬픔을 주려고 노력합니다. 의심의 여지 없이 이는 극한의 방사선 스펙트럼에 대한 에너지 공급 문제에 있어 획기적인 발전입니다.
그리고 그 진상을 파악한 것이 우리의 총명한 머리가 아니었다는 것이 안타깝습니다... 하지만 그러한 획기적인 연구에 대한 일본의 모든 자부심에도 불구하고 그들이 추종자들일 뿐이라는 사실이 기쁩니다.
근면하고, 끈기있고, 근면하다....
사랑하는 로세프 동지와 그가 반도체 광채에 대한 근본적인 발견을 하지 않았다면 그들이 그토록 조심스럽게 땅을 파낸 곳은 어디였겠습니까?
나는 다시 한 번 확신합니다. 러시아는 항상 누구에게도 알려지지 않은 새로운 것을 찾고 있지만, 그것을 요점으로 가져오는 사람은 서양인, 일본인입니다. 그리고 우리는 우리 자신의 근본적인 발견을 구체화한 것을 엄청난 돈을 주고 구입합니다....