Nanolasers jövőbeni technológiai és piaci

tárolóeszközök nagy jövő. Ha megváltoztatja ma használatos írásához CD vörös lézer rendszerek nanolasers, a rögzítési sűrűség növekszik több mint ezer alkalommal. Már vannak olyan műszaki megoldásokat, amelyek ezt az áttörést, a helyzet a szabványok kidolgozását. Kutatási ebben az irányban végzik számos országban, de az utolsó jelentős eredményeket társított nevek orosz tudós.

nanolasers # 151; Ez félvezető nanoheterostructures, ahol az előtag „nano” beszél csak körülbelül akkora, nanométer 10 -9 m. A nagyon heterostructure # 151; lényegében egykristály, amelyek létrehozásához használt két különböző kémiai anyag összetétele: egy félvezető réteg külföldi behelyezve úgy, hogy a határ között a különböző anyagok hibamentes (lásd 1. ábra.). Ez egy hosszú idő, és úgy gondolják, hogy lehetetlen. Beszélünk e kettős heterostructures, amelyeket létre Zsoresz Ivanovics Alfjorov 1963.

Ábra. 1 homo- és heterojunction struktúra

További előrelépés a fejlesztés a félvezető lézerek összefüggésbe hozták kvantorazmernymi hatások vékonyrétegek, mivel csökkentésében elért haladás kulcsfontosságú teljesítménymutatókat, a küszöb jelenlegi ténylegesen megállt. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a tartomány a potenciális hordozói a keskeny bandgap réteg marad elég vastag. Azonban, ha ez a réteg eléggé vékony, az elektron interferenciát tapasztal (kölcsönhatásba más elektronnyalábokkal), mint a fény a vékony film a benzin. A gyakorlatban ez a növekedéséhez vezet a fényáramot getorolazera, amely megteremti a lehetőségét annak használata tárolóeszközök. Az új fizikai tulajdonságokkal nanolaser vezet a felvétel lehetőségét a CD nagy mennyiségű információ.

Valódi Storage

A növekedés az elektronikai piac

Forrás: Stratégiák Unlimited

Emlékezzünk vissza, hogy a '80 -as évek elejétől az adathordozó használt lézerek hullámhossza 850 nm, ami lehetővé teszi, hogy rögzítse az adatokat körülbelül 300 MB. Most használjuk a vörös lézer hullámhossza 650 nm, és természetesen, a mennyisége adathordozók jelentősen megnőtt # 151; Egy közönséges CD-ROM elfér körülbelül 650 MB. Azonban az nanolaser ugyanazon a lemezen akkora, mint egy CD tárolására képes több mint 1 TB adat, ami több mint 1500 CD-ROM meghajtó most egy széles körben használt felvételi sűrűség.

Mint tudja, a mai sorozatgyártású mechanikus hajtások információ # 151; rugalmas és merev mágneslemezek, optikai meghajtók, magneto-optikai lemezek, szalagos meghajtók (szalagok), a külső eszközök alapján a kemény CD # 151; nanolasers még fel nem használt, de úgy tűnik, a változások a kilátásban. Azt is közvetlenül kapcsolódik a várható fejlődés egy vetítés televízió, egy új generációs számítógépes játékok és a különböző telekommunikációs eszközöket.

A fő akadály a termelés felvevőeszközök alapú nanolasers # 151; fejletlen szabványoknak. Azonban ez nem az első évben van egy nemzetközi konzorcium érdekelt vállalkozások megoldani ezt a kérdést. Sőt, annak ellenére, hogy magas költsége nanolasers, rendelkezésre állnak, és meg lehet vásárolni őket. Ez a lézeres eszközök alapján GAN (gallium-nitrid) hullámhosszúságú 410 nm. Az gyárt a japán cég Nichia, és ezek költsége mintegy 2 # 150, 3000 dollárt fejenként. Ez elég drága, és bár a szakértők keresik a módját, olcsóbb.

Két megközelítés, hogy növelje a sűrűsége kevesebb pénzt

Növeli a felvételi sűrűség mellett, a nanolasers kétféleképpen # 151; hatékonyabb félvezető lézerek, vagy kettős hullám vörös lézert. Az utóbbi megközelítés a probléma megoldásának # 151; hullám megduplázása # 151; mutatkozott jól alkalmazásával, például NbLi (lítium-niobát), ahol a megkétszerezése történik a hullámhossz 980-470 nm. Ebben az esetben a munka hatékonysága 70% -al.

Ugyanakkor, a lézer alkalmazása a felvevő készülék, az első megközelítés helyébe egy másik, majd lecseréli vissza az első # 151; először boom megduplázódott frekvenciákat, akkor válik aktívvá, hogy dolgozzon eszközök alapján nitrid, de egy idő után visszatért a megduplázódása a frekvencia. A váltakozása megközelítések elsősorban a kereskedelmi hatása a termelési költség az ilyen eszközök.

függőleges hatékony

Eközben az ipari lézerek maradnak heterostructures „csík” (lásd. 2. ábra), azaz a sugárzás, amely párhuzamos a felületi síkja (vízszintes). Annak ellenére, hogy a jó teljesítmény ezen lézerek # 151; nagy teljesítménysűrűség és a rendelkezésre különböző szubsztrátok, # 151; jövőbeli felvevőeszközök mégis függőleges lézer (a fény függőlegesen felfelé, síkjára merőlegesen). A fizika ugyanaz, de a visszaverő lényegesen magasabbak legyenek. Ezek a lézerek termikusan stabil, jól integrált, mert nagyon kicsi is lehet (akár mikron méretű). Ezen felül, ezek elég olcsók.

A lenyűgöző sebesség növekedés a piacon az ilyen lézerek között 140% és 200% évente. De a fő előnye még mindig létrehozásának lehetőségét annak alapján komplex optoelektronikai integrált áramkörök egyetlen chip, amely valójában válik a forradalom. Gyakorlati használatának előnyei nanolaser gerendák, amíg a jelenlegi nehéz.

2. ábra félvezető lézer heterostructures

Csík:
Fénysugár mentén hullámvezető réteget a felület mentén

Nagy teljesítmény (12 W, 100 mikron nyílás). Nagy teljesítménysűrűség (40 MW / cm 2). Uralják a piacot (távközlés, stb.)

függőleges:
Fény kijön tetején

„Függőleges geometriai lézer működik, mint egy olcsó szál, csak egy ideális sor minőségi, keskeny sugárzási karakterisztikával, magas hatásfok, # 151; mondja Nyikolaj cukorka, levelező tagja az Orosz Tudományos Akadémia, vezető kutatója az Ioffe Intézet. Ioffe RAS. # 151; Hozhat létre a mátrix, akkor egy csomó lézerek, hogy a lemez, mert valójában lézerek, átéljük a gyermekkori időszak, amikor fut egy különálló eszköz, és tranzisztoros már emlékezni működő integrált áramkörök a csomagolási sűrűsége legfeljebb 108 elem egy chip. " Azonban, míg a függőleges lézerek a kereskedelemben csak a GaAs (gallium arzenid).

Már végrehajtott függőleges lézer az ultraibolya tartományban, az egyik, hogy szükség van az optikai felvételt. Bár ez a pumpáló, de nagyon obnadNzhivayuschie által elért eredményeket a jelenlegi (injekció) szivattyú. Szerint Ledentsova Nicholas, „egy végrehajtási alapuló lézeres anyag sávszélességű vertikális GaN, amelyeket sorba nagyon sűrű tömbök kis kvantumpontok InGaN».

Jövő nanolasers: Egyesült Államokban, Európában vagy Japánban?

Forrás: Strategy Analytics

Forrás: Strategy Analytics

De az utóbbi időben a helyzet megy keresztül jelentős javulást, mert csak a fejlesztési nanotechnológia az EU költségvetésének mintegy 1 milliárd dollárt. Euró és a finanszírozás a 6. EU-program fejlesztését célzó technológiai társadalom, elérte a 1,7 milliárd. Euro. Ugyanakkor a vezető nanolasers marad Japánban, ezt követi az Egyesült Államokban.

Érdemes megjegyezni, hogy a jelenlegi piacvezető, míg komolyan fontolgatja nanolasers új megoldás a nagy kapacitású tároló eszközök. Különösen, amint arról a CNews.ru Sony Corporation, sem az 1700 cégek kapcsolatban ezzel gazdaságban, nanolasers fejlesztés még nem végeztek.