Pekino universitetas suprato, kad perovskito ištisinis lazerio šaltinis yra mažesnis nei 1 kvadratinis mikronas

Pekino universitetas suprato nepertraukiamo perovskitoLazerio šaltinisMažesnis nei 1 kvadratinis mikronas
Svarbu sukurti nenutrūkstamą lazerio šaltinį, kurio prietaiso plotas yra mažesnis nei 1 μm2, kad būtų patenkintas mažo energijos suvartojimo reikalavimas, susijęs su lusto optiniu sujungimu (<10 FJ Bit-1). Tačiau mažėjant prietaiso dydžiui, optiniai ir medžiagų nuostoliai žymiai padidėja, todėl lazerinių šaltinių optinis siurbimas yra labai sudėtingas. Pastaraisiais metais halogenido perovskito medžiagos sulaukė didelio dėmesio nuolatinių optiškai pumpuojamų lazerių srityje dėl jų didelio optinio padidėjimo ir unikalių „Exiton Polariton“ savybių. Perovskito ištisinių lazerinių šaltinių prietaisų plotas iki šiol yra didesnis nei 10 μm2, o submikroninių lazerinių šaltiniams visiems reikia impulsinės šviesos, turinčios didesnį siurblio energijos tankį, kad stimuliuotų.

Atsakydama į šį iššūkį, Pekino universiteto Medžiagų mokslo ir inžinerijos mokyklos tyrimų grupė sėkmingai paruošė aukštos kokybės perovskito submicron single Medžiagą, kad būtų pasiektos nuolatinės optinio siurbimo lazerio šaltinių, kurių prietaisų plotas yra žemas 0,65 μm2. Tuo pačiu metu atskleidžiamas fotonas. „Exiton Polariton“ mechanizmas submikrone nuolat optiškai pumpuojamo lazulio proceso metu yra giliai suprantamas, o tai suteikia naują idėją, kaip sukurti mažo dydžio žemo slenksčio puslaidininkių lazerius. Tyrimo rezultatai, pavadinimai „Nuolatinė banga, pumpuojama perovskite lazeriai, kurių prietaisų plotas buvo mažesnis nei 1 μm2“, neseniai buvo paskelbti „Advanced Materials“.

Šiame darbe neorganinis perovskito CSPBBR3 vieno kristalų mikronų lapas buvo paruoštas ant safyro substrato cheminio garų nusėdimo. Pastebėta, kad dėl stipraus perovskito eksitonų sujungimo su garso sienos mikrokavitacijos fotonais kambario temperatūroje susidarė eksitoninis polaritonas. Per daugybę įrodymų, tokių kaip linijinis iki netiesinio emisijos intensyvumo, siauros linijos pločio, emisijos poliarizacijos transformacijos ir erdvinės koherencijos transformacijos esant slenksčiui, patvirtinta nuolatinė optiškai pumpuojama fluorescencinė lazė, esanti submikrono dydžio CSPBBR3 pavienis kristalas, ir prietaiso plotas yra prietaiso sritis yra net 0,65 μm2. Tuo pat metu buvo nustatyta, kad submikrono lazerio šaltinio slenkstis yra panašus į didelio dydžio lazerio šaltinio ir netgi gali būti mažesnis (1 paveikslas).

1 paveikslas. Nepertraukiamas optiškai siurbtas submikronas CSPBBR3Lazerio šviesos šaltinis

Be to, šis darbas tiria tiek eksperimentiškai, tiek teoriškai ir atskleidžia eksitono poliarizuotų eksitonų mechanizmą įgyvendinant submikroninius nuolatinius lazerinius šaltinius. Patobulintas fotono-Excitono jungtis submikrono perovskituose žymiai padidina grupės lūžio rodiklį iki maždaug 80, o tai iš esmės padidina režimo padidėjimą, kad kompensuotų režimo praradimą. Tai taip pat lemia perovskito submikrono lazerio šaltinį, turintį didesnį efektyvų mikrokavitacijos kokybės koeficientą ir siauresnį emisijos linijos plotį (2 paveikslas). Šis mechanizmas taip pat suteikia naujų įžvalgų apie mažo dydžio, žemo slenksčio lazerius, pagrįstus kitomis puslaidininkių medžiagomis.

2 paveikslas. Mikrono lazerio šaltinio mechanizmas naudojant eksitoninius poliarizonus

Pirmoji Pekino universiteto Medžiagų mokslo ir inžinerijos mokyklos „Zhibo“ mokykla Daina Jiepengas yra pirmasis popieriaus autorius, o Pekino universitetas yra pirmasis popieriaus vienetas. Tsinghua universiteto fizikos profesorius Zhang Qing ir Xiong Qihua yra atitinkami autoriai. Darbą rėmė Kinijos Nacionalinis gamtos mokslų fondas ir Pekino mokslo fondas, skirtas išskirtiniams jauniems žmonėms.