Ensimmäistä kertaa tutkijat ovat onnistuneet rakentamaan nanokokoisen laserin, joka pohjaa vain yhden molekyylin paksuiseen rakenteeseen ja joka toimii huoneenlämpötilassa. Arizonan ja Thinghuan yliopistojen yhteistyönä kehittämää laseria voidaan tulevaisuudessa käyttää esimerkiksi datansiirtoon tietokonepiirin sisällä.
Keksintö on julkistettu Nature Nanotechnology -lehden heinäkuun numerossa. Keskeistä siinä on kaksiulotteinen materiaali, jolla voidaan tehokkaasti vahvistaa valoa. Tällaisia on kehitetty aiemminkin, mutta ne ovat aina vaatineet toimiakseen hyvin alhaisia lämpötiloja, esimerkiksi nestemäistä typpeä tai heliumia.
Amerikkalais-kiinalainen tutkimusryhmä käytti molybdeeni-ditelluridikalvoa fotonien tuottamiseen ja piionkaloa niiden sieppaamiseen. Tämän ansiosta tutkijatonnistuivat kehittämään laitteen, joka tuottaa fotoneita ilman jäähdytystä.
Molybdeeni-telluridissa eksitonit emittoivat valoa aallonpituudella, joka on piille näkymätöntä, joten piitä voidaan käyttää aaltojohdattimena. Toinen keskeinen innovaatio oli nanokokoisen onkalon valmistaminen etsaamalla reiät tarkasti haluttuihin kohtiin.
Tutkijoiden mukaan eksitonit ovat tällaisissa yksikerroksissa materiaaleissa sata kertaa voimakkaampia kuin perinteisissä puolijohteissa. Tämän ansiosta valo voidaan emittoida tehokkaasti myös huoneenlämpötilassa.
Pii olisi tietysti periaatteessa helpoin materiaali nanolaserin toteuttamiseen, mutta pii ei säteile valoa kovin tehokkaasti. Siksi sovelluksissa käytetään muita materiaaleja, kuten indium-fosfidia tai galium-arsenidia, jotka ovat satoja kertoja paksumpia.