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Une image prise avec un microscope électronique à balayage montrant le film d'oxyde de zinc mince et ses nanofils. La barre d'échelle en bas à gauche indique une longueur de 1 micron. © Nature Nanotechnology/Jianlin Liu
Le principe d'un laser semi-conducteursemi-conducteur est relativement simple en première approximation. Il faut disposer d'une jonction p-n semi-conductrice avec des électronsélectrons libres dans la zone « n » et des lacunes de charges se comportant comme des charges effectives positives dans la zone « p ». Sous l'action d'un champ électriquechamp électrique, on peut amener les électrons à combler les trous, ce qu'ils font en émettant de la lumièrelumière à la façon d'une population d'atomesatomes excités retombant dans leur état fondamentalétat fondamental. De cette manière, on peut produire un effet laserlaser.
Selon la composition et la structure du semi-conducteur utilisé, on disposera d'une source laser fonctionnant à des longueurs d'ondelongueurs d'onde différentes. Or, plus une longueur d'onde est courte, plus la tache de diffractiondiffraction de la lumière est petite. Cela signifie que l'on peut graver ou au contraire lire des bits d'informations sur une surface de plus en plus petite. C'est pourquoi on cherche depuis des années à réduire cette longueur d'onde sur les supports optiques, des CD aux DVD, fonctionnant successivement à des longueurs d'onde de 780 nm (proche infrarougeinfrarouge), 657 nm (rouge dans le visible) et enfin 405 nm (violet). La prochaine étape consiste donc à passer à l'ultravioletultraviolet pour augmenter encore la capacité de stockage des disques optiques.
Un semi-conducteur à base d'oxyde de zinc
Des laser semi-conducteurs basés sur le nitrurenitrure de galliumgallium et émettant de la lumière ultraviolet ont déjà été réalisés. Malheureusement, à température ambiante, ils dissipent trop de chaleurchaleur, ce qui a donc constitué l'obstacle principal à la mise au point de diodes laserdiodes laser fonctionnant dans l'ultraviolet et bien adaptées au marché.
Cela vient de changer si l'on en croit une publication de Nature Nanotechnology donnée en lien ci-dessous
Sheng Chu, Jianlin Liu et leurs collègues y expliquent qu'ils ont réussi à obtenir un effet laser dans l'ultraviolet en utilisant des nanofils d'oxyde de zinczinc dopés avec des atomes d'antimoineantimoine. Ils ont fait se développer ces nanofils de 200 nanomètresnanomètres diamètre sur un film d'oxyde de zinc pur. Ils ont ainsi obtenu un semi-conducteur capable d'émettre de la lumière laser dans le domaine de l'ultraviolet avec des longueurs d'onde proches de 385 nm de façon stable à température ambiante.
