Universitas Peking nyadari perovskite terussumber laserkurang saka 1 micron kothak
Penting kanggo mbangun sumber laser sing terus-terusan kanthi area piranti kurang saka 1μm2 kanggo nyukupi kebutuhan konsumsi energi sing kurang saka interkoneksi optik on-chip (<10 fJ bit-1).Nanging, minangka ukuran piranti sudo, mundhut optik lan materi mundhak Ngartekno, supaya entuk ukuran piranti sub-micron lan pumping optik terus sumber laser iku arang banget tantangan.Ing taun-taun pungkasan, bahan perovskite halida wis entuk perhatian sing akeh ing bidang laser pompa optik sing terus-terusan amarga gain optis sing dhuwur lan sifat polarison exciton sing unik.Area piranti sumber laser terusan perovskite kacarita nganti saiki isih luwih saka 10μm2, lan sumber laser submicron kabeh mbutuhake cahya pulsed karo Kapadhetan energi pump luwih kanggo ngrangsang.
Kanggo nanggepi tantangan iki, klompok riset Zhang Qing saka Sekolah Ilmu Bahan lan Teknik Universitas Peking kasil nyiapake bahan kristal tunggal submicron perovskite berkualitas tinggi kanggo entuk sumber laser pumping optik sing terus-terusan kanthi area piranti nganti 0.65μm2.Ing wektu sing padha, foton dicethakaké.Mekanisme exciton polariton ing submicron terus optically pumped proses lasing rumiyin mangertos, kang menehi idea anyar kanggo pangembangan laser semikonduktor ambang cilik ukuran cilik.Asil panaliten kasebut, kanthi judhul "Laser Perovskite Gelombang Terus-terusan kanthi Area Piranti Ngisor 1 μm2," bubar diterbitake ing Advanced Materials.
Ing karya iki, lembaran mikron kristal tunggal perovskite anorganik CsPbBr3 disiapake ing substrat sapir kanthi deposisi uap kimia.Iki diamati manawa kopling kuat saka excitons perovskite karo foton microcavity tembok swara ing suhu kamar nyebabake pambentukan polariton excitonic.Liwat seri bukti, kayata intensitas emisi linier nganti nonlinear, jembar garis sempit, transformasi polarisasi emisi lan transformasi koherensi spasial ing ambang, lase fluoresensi sing dipompa kanthi optik saka kristal tunggal CsPbBr3 ukuran sub-mikron dikonfirmasi, lan area piranti kurang saka 0,65μm2.Ing wektu sing padha, ditemokake yen ambang sumber laser submicron bisa dibandhingake karo sumber laser ukuran gedhe, lan bisa uga luwih murah (Gambar 1).
Gambar 1. Submikron dipompa optik terus menerus CsPbBr3sumber cahya laser
Salajengipun, karya iki nylidiki loro eksperimen lan teoritis, lan mbukak mekanisme exciton-polarisasi excitons ing realisasi sumber laser terus-terusan submicron.Kopling foton-exciton sing ditingkatake ing perovskites submicron nyebabake kenaikan indeks bias grup nganti kira-kira 80, sing bisa nambah gain mode kanggo ngimbangi mundhut mode.Iki uga nyebabake sumber laser submicron perovskite kanthi faktor kualitas microcavity efektif sing luwih dhuwur lan linewidth emisi sing luwih sempit (Gambar 2).Mekanisme kasebut uga menehi wawasan anyar babagan pangembangan laser ukuran cilik, ambang rendah adhedhasar bahan semikonduktor liyane.
Gambar 2. Mekanisme sumber laser sub-mikron nggunakake polarzon excitonic
Song Jiepeng, mahasiswa Zhibo 2020 saka Sekolah Ilmu Bahan lan Teknik Universitas Peking, minangka penulis pertama makalah kasebut, lan Universitas Peking minangka unit pertama saka kertas kasebut.Zhang Qing lan Xiong Qihua, profesor Fisika ing Universitas Tsinghua, minangka penulis sing cocog.Karya iki didhukung dening National Natural Science Foundation of China lan Beijing Science Foundation for Outstanding Young People.
Wektu kirim: Sep-12-2023