Pekina Universitato realigis perovskita kontinualaserfontopli malgranda ol 1 kvadrata mikrono
Gravas konstrui kontinuan laserfonton kun aparatareo malpli ol 1μm2 por plenumi la postulon de malalta energikonsumo de sur-blata optika interkonekto (<10 fJ-bit-1). Tamen, ĉar la aparata grandeco malpliiĝas, optikaj kaj materialaj perdoj signife pliiĝas, do atingi sub-mikronan aparaton kaj kontinuan optikan pumpadon de laseraj fontoj estas ege malfacila. En la lastaj jaroj, halogenaj perovskitmaterialoj ricevis ampleksan atenton en la kampo de kontinuaj optike pumpitaj laseroj pro sia alta optika gajno kaj unikaj ekscitonpolaritonaj trajtoj. La aparatareo de perovskitaj kontinuaj laserfontoj raportitaj ĝis nun estas ankoraŭ pli granda ol 10μm2, kaj submikronaj laserfontoj ĉiuj postulas pulsan lumon kun pli alta pumpila energidenseco por stimuli.
Responde al ĉi tiu defio, la esplorgrupo de Zhang Qing de la Lernejo de Materiala Scienco kaj Inĝenierado de Pekina Universitato sukcese preparis altkvalitajn perovskitajn submikronajn unukristalajn materialojn por atingi kontinuajn optikajn pumpajn laserajn fontojn kun aparatareo tiel malalta kiel 0.65μm2. En la sama tempo, la fotono estas rivelita. La mekanismo de ekscitonpolaritono en submikrona kontinua optike pumpita lasing-procezo estas profunde komprenita, kiu disponigas novan ideon por la evoluo de etagrandaj malaltaj sojlaj semikonduktaĵlaseroj. La rezultoj de la studo, titolita "Continuous Wave Pumped Perovskite Lasers with Device Area Below 1 μm2", estis ĵus publikigitaj en Altnivelaj Materialoj.
En ĉi tiu laboro, la neorganika perovskita CsPbBr3 unukristala mikrona folio estis preparita sur safira substrato per kemia vapordemetado. Estis observite ke la forta kuplado de perovskitekcitonoj kun la sonmuraj mikrokavaj fotonoj ĉe ĉambra temperaturo rezultigis la formadon de ekscitona polaritono. Per serio de pruvoj, kiel liniara ĝis nelinia emisiointenseco, mallarĝa linia larĝo, ellasa polusiĝo-transformo kaj spaca koherectransformo ĉe sojlo, la kontinua optike pumpita fluoreskeca laseo de sub-mikron-granda CsPbBr3 ununura kristalo estas konfirmita, kaj la aparato areo. estas tiel malalta kiel 0.65μm2. Samtempe, oni trovis, ke la sojlo de la submikrona laserfonto estas komparebla al tiu de la grandgranda laserfonto, kaj eĉ povas esti pli malalta (Figuro 1).
Figuro 1. Kontinua optike pumpita submikrono CsPbBr3lasera lumfonto
Plue, tiu laboro esploras kaj eksperimente kaj teorie, kaj rivelas la mekanismon de eksciton-polarigitaj ekscitonoj en la realigo de submikronaj kontinuaj laserfontoj. La plifortigita foton-ekscitona kuplado en submikronaj perovskitoj rezultigas signifan pliiĝon en la grupa refrakta indico al proksimume 80, kiu konsiderinde pliigas la reĝimgajnon por kompensi por la reĝimperdo. Ĉi tio ankaŭ rezultigas perovskitan submikronan laserfonton kun pli alta efika mikrokava kvalitfaktoro kaj pli mallarĝa emisioliniolarĝo (Figuro 2). La mekanismo ankaŭ disponigas novajn sciojn pri la evoluo de etgrandaj, malalt-sojlaj laseroj bazitaj sur aliaj semikonduktaĵmaterialoj.
Figuro 2. Mekanismo de sub-mikrona laserfonto uzanta ekscitonajn polarizonojn
Song Jiepeng, 2020 Zhibo-studento de la Lernejo de Materiala Scienco kaj Inĝenierado de Pekina Universitato, estas la unua verkinto de la papero, kaj Pekina Universitato estas la unua unuo de la papero. Zhang Qing kaj Xiong Qihua, profesoro pri Fiziko en Tsinghua University, estas la respondaj aŭtoroj. La laboro estis subtenata de la Nacia Naturscienca Fondaĵo de Ĉinio kaj la Pekina Scienca Fondaĵo por Elstaraj Junuloj.
Afiŝtempo: Sep-12-2023