La Universitato de Pekingo realigis perovskitan kontinuanlasera fontopli malgranda ol 1 kvadrata mikrometro
Gravas konstrui kontinuan laserfonton kun aparatareo malpli ol 1μm2 por plenumi la malalt-energikonsuman postulon de surĉipa optika interkonekto (<10 fJ bit-1). Tamen, kiam la aparatgrandeco malpliiĝas, optikaj kaj materialaj perdoj signife pliiĝas, do atingi submikronan aparatgrandecon kaj kontinuan optikan pumpadon de laserfontoj estas ekstreme defia. En la lastaj jaroj, halogenidaj perovskitaj materialoj ricevis ampleksan atenton en la kampo de kontinuaj optike pumpitaj laseroj pro sia alta optika gajno kaj unikaj ekscitonaj polaritonaj ecoj. 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 pumpilenergia denseco por stimuli.
Responde al ĉi tiu defio, la esplorgrupo de Zhang Qing de la Lernejo de Materiala Scienco kaj Inĝenierarto de la Universitato de Pekingo sukcese preparis altkvalitajn perovskitajn submikronajn unu-kristalajn materialojn por atingi kontinuajn optikajn pumpadajn laserfontojn kun aparatareo de nur 0.65μm2. Samtempe, la fotono estas rivelita. La mekanismo de ekscitona polaritono en submikrona kontinua optike pumpita laserprocezo estas profunde komprenita, kio provizas novan ideon por la disvolviĝo de malgrand-grandaj malalt-sojlaj duonkonduktaĵaj laseroj. La rezultoj de la studo, titolita "Kontinuaj Ondo-Pumpitaj Perovskitaj Laseroj kun Aparata Areo Sub 1 μm2", estis ĵus publikigitaj en Advanced Materials.
En ĉi tiu laboro, la neorganika perovskita CsPbBr3 unu-kristala mikrona tavolo estis preparita sur safira substrato per kemia vapora deponado. Oni observis, ke la forta kuplado de perovskitaj ekscitonoj kun la mikrokavaj fotonoj de la sonmuro je ĉambra temperaturo rezultigis la formadon de ekscitona polaritono. Per serio de indikaĵoj, kiel lineara al nelineara emisia intenseco, mallarĝa linilarĝo, emisia polariza transformo kaj spaca kohereca transformo ĉe sojlo, la kontinua optike pumpita fluoreska lazo de submikrona CsPbBr3 unu-kristala estas konfirmita, kaj la aparata areo estas tiel malalta kiel 0.65μm2. Samtempe, oni trovis, ke la sojlo de la submikrona laserfonto estas komparebla al tiu de la grand-granda laserfonto, kaj povas eĉ esti pli malalta (Figuro 1).
Figuro 1. Kontinue optike pumpita submikrona CsPbBr3lasera lumfonto
Plue, ĉi tiu verko esploras kaj eksperimente kaj teorie, kaj malkaŝas la mekanismon de eksciton-polarigitaj ekscitonoj en la realigo de submikronaj kontinuaj laserfontoj. La plifortigita foton-ekscitona kuplado en submikronaj perovskitoj rezultas en signifa pliiĝo de la grupa refrakta indico al ĉirkaŭ 80, kio konsiderinde pliigas la modgajnon por kompensi la modperdon. Ĉi tio ankaŭ rezultas en perovskita submikrona laserfonto kun pli alta efika mikrokavaĵa kvalita faktoro kaj pli mallarĝa emisia linilarĝo (Figuro 2). La mekanismo ankaŭ provizas novajn komprenojn pri la disvolviĝo de malgrand-grandaj, malalt-sojlaj laseroj bazitaj sur aliaj duonkonduktaĵaj materialoj.
Figuro 2. Mekanismo de submikrona laserfonto uzanta ekscitonajn polarizonojn
Song Jiepeng, studento de Zhibo en 2020 el la Lernejo de Materiala Scienco kaj Inĝenierarto de la Universitato de Pekingo, estas la unua aŭtoro de la artikolo, kaj la Universitato de Pekingo estas la unua unuo de la artikolo. Zhang Qing kaj Xiong Qihua, profesoro pri fiziko ĉe la Universitato Tsinghua, estas la korespondaj aŭtoroj. La verko estis subtenata de la Nacia Naturscienca Fonduso de Ĉinio kaj la Pekina Scienca Fonduso por Elstaraj Junuloj.
Afiŝtempo: 12 septembro 2023