Бенджамину Шварцу (Benjamin Schwartz) и Саре Толберт (Sarah Tolbert) из университета штата Калифорния в Лос-Анджелесе при участии сотрудников компании Canon удалось использовать полупроводящие полимеры для генерации поляризованного лазерного излучения.

В работе использовали полимеры с чередующимися одинарными и двойными связями, которые при вытягивании их в одном направлении способны поглощать и излучать поляризованный свет. Достичь такого упорядоченного расположения полимеров удалось с помощью размещения органического материала в порах пленки из диоксида кремния.

Размеры отверстий в порах настолько малы (несколько нанометров), что у линейных полимеров просто нет возможности свернуться там в клубок. Таким образом, каждая полимерная цепочка в отдельной поре имеет линейное расположение, и все полимеры направлены в одну сторону.

Но поры, ограничивающие отдельный полимер, имеют и другое назначение - они служат оптическим резонатором. Систему пор можно использовать для генерации лазерного излучения. В макросистемах в качестве средства для создания оптического резонатора применяют зеркала.

Дополнительные возможности для ограничения распространения света внутри такого композиционного материала возникают за счет изменения показателя преломления при переходе от поверхности в более глубокие слои. Показатель преломления меняется за счет того, что в верхних слоях степень заполнения полимера максимальная, а в глубоких она заметно уменьшается.

Для получения нового материала сначала надо изготовить пленку с порами вытянутой формы из диоксида кремния. Пленка образуется с помощью подложки из эластомера полиимида. Затем в сформированную таким образом пленку диффундирует с поверхности полупроводящий полимер, который фиксируют внутри пор. Для генерации излучения использовали накачку внешним импульсным лазером.

В итоге ученые наблюдали направленное яркое излучение в узком диапазоне спектра, характерное для спонтанного излучения с усилением. Работа американских и японских исследователей опубликована в журнале Nature Nanotechnology.