Нанолазеры открывают широкие возможности для создания новых материалов и технологий: от практически вечных мониторов и телевизоров до плаща-невидимки.
Современные дисплеи могут быть изготовлены на гибкой подложке и дают возможность смотреть на изображение под любым углом, однако их слабым местом является малый срок службы органических люминофоров — картинка тускнет, цвета искажаются через два-три года эксплуатации. Но если заменить капризную органику на стойкую во всех отношениях неорганику, то мониторы компьютеров и экраны смартфонов и планшетов смогут работать намного дольше.

Первыми этого добились исследователи южнокорейской компании — они сконструировали полноцветный дисплей на основе так называемых «квантовых точек». Квантовые точки представляют собой полупроводниковые нанокристаллы, которые флуоресцируют разными цветами в зависимости от своего размера. Созданный азиатскими учеными четырехдюймовый дисплей оказался пока не слишком ярким и является демонстрационным образцом. Как усилить яркость? Эту задачу решают совместно Институт автоматики и электрометрии и Институт неорганической химии СО РАН. Квантовые точки здесь присоединяют к наночастицам благородных металлов.

— Такая система будет работать как нанолазер. Здесь квантовые точки служат в качестве активной среды, а резонатором является наночастица металла, в которой возникают поверхностные волны — плазмоны. Они обусловлены коллективными колебаниями электронов проводимости относительно ионов. Квантовые точки служат донором энергии для плазмонных колебаний. Мода электромагнитных колебаний, возникающая в таком нанолазере, соответствует длине волны света плазмонного резонанса, который определяется родом металла и формой наночастиц. И если брать разные металлы, то и нанолазеры будут получаться разного цвета: серебро дает синий цвет, золото — зеленый, а медь — красный, — рассказывает заведующий лабораторией физики лазеров ИАиЭ Александр Плеханов.

Пока новосибирцам удалось изготовить нанолазеры в виде золотых наночастиц размером в 10 нанометров, вокруг которых сформирована 6-нанометровая кремнеземная оболочка, заполненной красителем. Нанолазеры размещаются в порах тонкой твердой пленки так называемого «фотонного кристалла», который значительно снижает порог лазерной генерации и формирует направленное излучение нанолазеров. Эту структуру можно сравнить с пчелиными сотами, размеры которых порядка десяти нанометров. До этого подобные нанолазеры были получены учеными в США только в жидкой фазе. Но для нужд IT-технологий нужны именно твердые пленочные структуры.

Монитор с такими нанолазерами будет обладать неоспоримыми преимуществами перед существующей техникой — как по надежности и долговечности, так и по яркости и качеству изображения. Впрочем, на этом возможности лазеров из микромира отнюдь не исчерпываются.

— Уникальной особенностью нанолазера является то, что его размеры много меньше длины волны излучаемого им света. Он сопоставим с размером вируса, и это позволяет сделать важный шаг вперед в области биомедицины, где его можн