Berkeley, California (VS) – Met nanodraden van zinkoxide fabriceerden Californische onderzoekers ultravioletlasers die werken bij kamertemperatuur. Voor optische computers en communicatiedoeleinden vormt deze ontdekking een belangrijke doorbraak.


De golflengte van halfgeleiderlasers is de laatste jaren steeds toegenomen. De stap van de rode laser in een cd-speler tot de recente blauwe lasers was al erg groot. Inmiddels zijn er lasers die bij kamertemperatuur groenblauw licht uitstralen, gebaseerd op zinkseleen en indiumgalliumstikstof.
Onderzoekers aan de universiteit van Californië gingen aan de slag met een andere halfgeleider, zinkoxide. Het energieverschil tussen de geleidingsband en de valentieband in dit materiaal past bij hogere lichtfrequenties. De onderzoekers gingen uit van een oppervlak van saffier, met daarop een dun laagje goud. Daarop lieten ze vanuit de dampfase draden van zinkoxide groeien. Bijna alle draden, die een zeshoekige vorm hebben, groeiden verticaal. Met een laser beschenen ze de nanodraden. Bij toenemende intensiteit van dit licht, de energiepomp, straalden de draden steeds meer licht uit. Bij een bepaalde drempelwaarde steeg dit tot zeer scherpe pieken ultraviolet licht met een golflengte van 385 nanometer.
In Science beschrijven de onderzoekers hoe lichtgolven heen en weer kunnen kaatsen tussen de bodem en de top van de draden. Ze beschouwen de draden als een soort natuurlijke trillingsholten, waarbij geen spiegels aan weerszijden nodig zijn. Volgens de chemici vormt hun synthese van deze lasers een eenvoudig alternatief voor het etsen en klieven van halfgeleiderstructuren.
In hetzelfde nummer van Science beschrijven collega's hoe ze diamanten lasers maken, die eveneens ultraviolet licht uitstralen.

Erick Vermeulen