Universitatea Peking a realizat un perovskite continuuSursa lasermai mic de 1 micron pătrat
Este important să construiți o sursă laser continuă cu o suprafață de dispozitiv mai mică de 1μm2 pentru a satisface cerința de consum redus de energie a interconectării optice pe cip (<10 FJ BIT-1). Cu toate acestea, pe măsură ce dimensiunea dispozitivului scade, pierderile optice și materiale cresc semnificativ, astfel încât realizarea dimensiunii dispozitivului sub-micron și pomparea optică continuă a surselor laser este extrem de dificilă. În ultimii ani, materialele perovskite cu halogenuri au primit o atenție extinsă în domeniul laserelor cu pompare optică continuă, datorită câștigului optic ridicat și proprietăților unice de exciton polariton. Zona dispozitivului de surse cu laser continuu continuu perovskite raportate până acum este încă mai mare de 10μm2, iar sursele laser submicron necesită o lumină pulsată cu o densitate de energie a pompei mai mare pentru a stimula.
Ca răspuns la această provocare, grupul de cercetare al Zhang Qing de la Școala de Știință și Inginerie a Materialelor din Peking University a pregătit cu succes materiale cu un singur cristal submicron perovskite de înaltă calitate pentru a obține surse de laser de pompare optică continuă cu o suprafață de dispozitiv de până la 0,65 μm2. În același timp, fotonul este dezvăluit. Mecanismul de exciton polariton în procesul de lasing pompat optic submicron este profund înțeles, ceea ce oferă o nouă idee pentru dezvoltarea laserelor semiconductoare cu prag redus cu dimensiuni mici. Rezultatele studiului, intitulate „Lasere perovskite pompate cu undă continuă cu suprafață de dispozitiv sub 1 μm2”, au fost publicate recent în Advanced Materials.
În această lucrare, foaia de micron cristal unic cristal anorganic a fost preparată pe substratul de safir prin depunerea de vapori chimici. S -a observat că cuplarea puternică a excitonsului perovskite cu fotonii de microcavitate a peretelui sonor la temperatura camerei a dus la formarea de polariton excitonic. Printr-o serie de dovezi, cum ar fi intensitatea liniară până la neliniară, lățimea liniei înguste, transformarea polarizării emisiilor și transformarea coerenței spațiale la prag, lase de fluorescență pompată continuu de sub-micron CSPBBR3 este confirmat, iar zona dispozitivului este la fel de scăzută de 0,65μm2. În același timp, s-a constatat că pragul sursei laser submicron este comparabil cu cel al sursei laser cu dimensiuni mari și poate fi chiar mai mic (Figura 1).
Figura 1.. Submicron CSPBBR3 continuu pompat opticSursa de lumină laser
Mai mult, această lucrare explorează atât experimental, cât și teoretic, și dezvăluie mecanismul excitonilor polarizați cu exciton în realizarea surselor laser continue ale submicronului. Cuplarea îmbunătățită cu foton-exciton în submicron perovskite are ca rezultat o creștere semnificativă a indicelui de refracție a grupului la aproximativ 80, ceea ce crește substanțial câștigul de mod pentru a compensa pierderea modului. Acest lucru are ca rezultat, de asemenea, o sursă laser submicron perovskită, cu un factor de calitate mai efectiv de microcavitate și o lățime de linie de emisie mai restrânsă (Figura 2). Mecanismul oferă, de asemenea, noi perspective asupra dezvoltării laserelor cu dimensiuni mici, cu prag mic, bazate pe alte materiale semiconductoare.
Figura 2. Mecanismul sursei laser sub-micron folosind polarizone excitonice
Song Jiepeng, un student Zhibo din 2020 de la Școala de Științe și Inginerie a Materialelor din Peking University, este primul autor al lucrării, iar Universitatea Peking este prima unitate a lucrării. Zhang Qing și Xiong Qihua, profesor de fizică la Universitatea Tsinghua, sunt autorii corespunzători. Lucrarea a fost susținută de Fundația Națională de Științe Naturale din China și Fundația Științei din Beijing pentru tineri de excepție.
Timpul post: 12-2023