Un team guidato da un professore dell'Università della California, Il Riverside Bourns College of Engineering ha fatto una scoperta nella tecnologia laser a nanofili a semiconduttore che potrebbe potenzialmente fare di tutto, dall'uccidere i virus all'aumento della capacità di archiviazione dei DVD.

I laser a diodi a semiconduttore ultravioletti sono ampiamente utilizzati nell'elaborazione dei dati, memorizzazione delle informazioni e biologia. Le loro applicazioni sono state limitate, però, per dimensione, costo e potenza. L'attuale generazione di laser ultravioletti si basa su un materiale chiamato nitruro di gallio, ma Jianlin Liu, un professore di ingegneria elettrica, e i suoi colleghi hanno fatto un passo avanti nei laser a guida d'onda a nanofili all'ossido di zinco, che può offrire dimensioni più piccole, costi inferiori, potenze maggiori e lunghezze d'onda minori.

Fino ad ora, i nanofili di ossido di zinco non possono essere utilizzati nelle applicazioni di emissione di luce del mondo reale a causa della mancanza di tipo p, o di tipo positivo, materiale necessario a tutti i semiconduttori. Liu ha risolto il problema drogando i nanofili di ossido di zinco con antimonio, un elemento metalloide, per creare il materiale di tipo p.

I nanofili di ossido di zinco di tipo p sono stati collegati con il tipo n, o di tipo negativo, materiale di ossido di zinco per formare un dispositivo chiamato diodo a giunzione p-n. Alimentato da una batteria, la luce laser altamente direzionale emette solo dalle estremità dei nanofili.

"Le persone nella comunità di ricerca sull'ossido di zinco in tutto il mondo hanno cercato di raggiungere questo obiettivo negli ultimi dieci anni, " Liu ha detto. "Questa scoperta è probabile che stimolerà l'intero campo a spingere ulteriormente la tecnologia".

I risultati di Liu sono stati pubblicati nel numero di luglio di Nanotecnologia della natura . I coautori sono:Sheng Chu, Guoping Wang, Jieying Kong, Lin Li e Jingjian Ren, tutti gli studenti laureati alla UC Riverside; Weihang Zhou, uno studente alla Fudan University in Cina; Leonid Cernyak, un professore di fisica all'Università della Florida centrale; Yuqing Lin, uno studente laureato presso l'Università della Florida centrale; e Jianze Zhao, uno studente in visita dalla Dalian University of Technology in Cina.

La scoperta potrebbe avere una vasta gamma di impatti.

Per l'archiviazione delle informazioni, i laser a nanofili all'ossido di zinco potrebbero essere utilizzati per leggere ed elaborare dati molto più densi su supporti di memorizzazione come i DVD perché l'ultravioletto ha una lunghezza d'onda più corta rispetto ad altre luci, come il rosso. Per esempio, un DVD che memorizzi due ore di musica potrebbe memorizzare quattro o sei ore usando il nuovo tipo di laser.

Per la biologia e le terapie mediche, il raggio di luce laser ultra-piccolo di un laser a nanofili può penetrare in una cellula vivente, o eccitare o cambiare la sua funzione da una cellula cattiva a una buona cellula. La luce potrebbe essere utilizzata anche per purificare l'acqua potabile.

Per la fotonica, la luce ultravioletta potrebbe fornire un'elaborazione e una trasmissione dei dati superveloci. Affidabili laser a diodi a semiconduttore ultravioletti di piccole dimensioni possono aiutare a sviluppare la tecnologia di comunicazione wireless ultravioletta, che è potenzialmente migliore delle tecnologie di comunicazione a infrarossi all'avanguardia utilizzate in vari sistemi di informazione elettronica.

Mentre Liu e gli studenti nel suo laboratorio hanno dimostrato il drogaggio di tipo p dell'ossido di zinco e del laser a guida d'onda di nanofili alimentati elettricamente nella gamma dell'ultravioletto, ha detto che c'è ancora molto lavoro da fare con la stabilità e l'affidabilità del materiale di tipo p.