Терагерцовые волны это электромагнитные излучения в диапазоне между инфракрасным и микроволновым излучением, их используют в томографии, в аэропортах и контроле качества пищевой продукции.
Обычные лазеры не способны стать источником электромагнитного излучения в диапазоне 6–10 терагерц. Этот диапазон в научной литературе именуется «Терагерцовая щель».
Группе физиков из России и Белоруссии удалось выяснить, что освоить труднодоступный диапазон могут лазеры на основе кадмия, ртути и теллура. Соединения на основе ртути, кадмия и теллура, по сравнению с остальными соединениями, обладают сравнительно низкими частотами фононов. Эта особенность дает возможность существенно снизить величину поглощения излучения, и соответственно освоить терагерцовую щель 6–10 ТГц.
Учеными проведено моделирование, где соединение на основе ртути, кадмия и теллура послужило качестве материала для активной области квантово-каскадного лазера.
Обычно описываемое соединение применяют для создания приемников и приемных матриц среднего инфракрасного диапазона. Однако в последнее время стали появляться предпосылки для разработки более сложных структур. Важное преимущество соединения на основе ртути, кадмия и теллура заключается в том, что эффективная масса электронов сравнительно мала. В итоге появляется возможность увеличить производительность этих источников.
Появившаяся в ходе исследований, новая схема лазерных переходов может быть использована для увеличения рабочей температуры в лазерах на основе традиционных материалов из химических элементов III–V групп таблицы Менделеева.
Благодаря исследованию станет возможной разработка новых методов терагерцовой спектроскопии. Кроме того, в этом же диапазоне находятся линии поглощения молекул ДНК и РНК, а это значит что освоение терагерцовой щели поможет в борьбе с РНК-вирусами, одним из представителей которых является COVID-19. Таким образом появится возможность более точно диагностировать вирус у пациента, а главное возможность создания эффективных препаратов.