لیزر دیودی سیم کوانتومی (Quantum Wire Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر دیودی سیم کوانتومی (Quantum Wire Laser) :
Quantum Wire (QWire) Laser یک لیزر نیمه هادی است که در آن ناحیه فعال از سیم های کوانتومی (ساختارهای یک بعدی با سطح مقطع نانومتری) تشکیل شده است. در سیم کوانتومی، حامل ها در دو بعد محصور شده و در بعد سوم آزادند. این حالت حد واسط بین چاه کوانتومی (محصور در یک بعد) و نقطه کوانتومی (محصور در سه بعد) است. چگالی حالت ها در سیم کوانتومی به صورت تابعی با نوسانات (شبیه ریشه معکوس انرژی) است که متمرکزتر از چاه کوانتومی اما کمتر از نقطه کوانتومی است.
ساخت سیم های کوانتومی یکنواخت با کیفیت بالا بسیار دشوارتر از نقاط کوانتومی است. روش های ساخت شامل حکاکی لایه های چاه کوانتومی، رشد روی سطوح V-شیار، و استفاده از نانوسیم های خود-آرایی است. کنترل دقیق ابعاد و فاصله بین سیم ها برای دستیابی به خواص مطلوب ضروری است. به دلیل دشواری ساخت، لیزرهای سیم کوانتومی کمتر از لیزرهای چاه کوانتومی و نقطه کوانتومی توسعه یافته اند.
مزایای نظری لیزر QWire نسبت به چاه کوانتومی: چگالی جریان آستانه پایین تر، بهره دیفرانسیلی بالاتر، و وابستگی دمایی کمتر. اما در عمل، به دلیل نایکنواختی سیم ها و اثرات سطحی (بازترکیب غیرتابشی در سطوح)، این مزایا به طور کامل محقق نشده است. تحقیقات در این زمینه عمدتا آکادمیک باقی مانده است.
کاربردهای لیزر QWire در حال حاضر محدود به تحقیقات علمی است. پتانسیل آنها در مخابرات نوری و اپتیک یکپارچه (integrated optics) در صورت حل مشکلات ساخت وجود دارد. با پیشرفت تکنیک های نانوفابریکاسیون، ممکن است در آینده شاهد کاربردهای عملی آنها باشیم. اما در حال حاضر، لیزرهای نقطه کوانتومی به دلیل ساخت آسان تر و عملکرد بهتر، جایگاه برجسته تری دارند.
