Pekinas universitāte realizēja Perovskite nepārtrauktulāzera avotsmazāks par 1 kvadrātveida mikronu
Ir svarīgi izveidot nepārtrauktu lāzera avotu ar ierīces laukumu, kas mazāks par 1 μm2, lai atbilstu mikroshēmas optiskā savienojuma zema enerģijas patēriņa prasībai (<10 FJ bit-1). Tomēr, samazinoties ierīces lielumam, ievērojami palielinās optiskie un materiālu zudumi, tāpēc sub-mikrona ierīces lielums un nepārtraukta lāzera avotu optiskā sūknēšana ir ārkārtīgi izaicinoša. Pēdējos gados halogenīdu perovskite materiāli ir saņēmuši plašu uzmanību nepārtrauktu optiski sūknētu lāzeru jomā, pateicoties to lielajam optiskajam ieguvumam un unikālajai eksitona polaritona īpašībām. Perovskīta nepārtraukto lāzera avotu ierīces laukums līdz šim joprojām ir lielāks par 10 μm2, un submikrona lāzera avotiem ir nepieciešama impulsa gaisma ar lielāku sūkņa enerģijas blīvumu, lai stimulētu.
Atbildot uz šo izaicinājumu, Zhang Qing pētījumu grupa no Pekinas universitātes Materiālu zinātnes un inženierzinātņu skolas veiksmīgi sagatavoja augstas kvalitātes perovskite submikrona viena kristāla materiālus, lai sasniegtu nepārtrauktu optisko sūknēšanas lāzera avotus ar ierīces laukumu, kas ir zems kā 0,65 μm2. Tajā pašā laikā tiek atklāts fotons. Exiton Polariton mehānisms submikrona nepārtrauktā optiski sūknētā lasing procesā ir dziļi saprotams, kas sniedz jaunu ideju maza izmēra zema sliekšņa pusvadītāju lāzeru izstrādei. Nesen tika publicēti pētījuma rezultāti ar nosaukumu “Nepārtraukta viļņu sūknēti perovskīta lāzeri ar ierīces laukumu zem 1 μM2”.
Šajā darbā neorganiskā perovskīta CSPBBR3 viena kristāla mikronu loksne tika sagatavota uz safīra substrāta ar ķīmisku tvaiku nogulsnēšanos. Tika novērots, ka spēcīgā perovskīta eksitonu savienošana ar skaņas sienas mikrokavitācijas fotoniem istabas temperatūrā izraisīja eksitonisko polaritonu. Izmantojot virkni pierādījumu, piemēram, lineāru pret nelineāru emisijas intensitāti, šauras līnijas platumu, emisijas polarizācijas transformāciju un telpiskās koherences transformāciju pie sliekšņa, tiek apstiprināts nepārtrauktas optiski sūknētas fluorescences lase apakšmikrona lieluma CSPBBR3 vienkristāls, un ierīces laukuma laukuma lāze ir apstiprināta, un ierīces laukuma lase ir apstiprināta, un tiek apstiprināta ierīces laukuma lāze, un ierīces laukuma lāze ir apstiprināta, un tiek apstiprināta ierīces laukuma lase, un ierīces laukuma lāze ir apstiprināta, un tiek apstiprināta ierīces laukuma lase, un ierīces laukuma lase ir apstiprināta vienstabilizācija, un ierīces laukums ir apstiprināts, un ierīces laukums ir apstiprināts, un tiek apstiprināta ierīces laukuma lase, un tiek apstiprināta ierīces laukuma lase, un tiek apstiprināta ierīces laukuma lase, un ierīces laukuma lase ir apstiprināta, un tiek apstiprināts ierīces laukums ir tikpat zems kā 0,65 μm2. Tajā pašā laikā tika konstatēts, ka apakšmikrona lāzera avota slieksnis ir salīdzināms ar liela izmēra lāzera avotu un var būt pat zemāks (1. attēls).
1. attēls. Nepārtraukta optiski sūknēta submikrona cspbBr3Lāzera gaismas avots
Turklāt šis darbs pēta gan eksperimentāli, gan teorētiski un atklāj eksitona polarizētu eksitonu mehānismu submikronu nepārtrauktu lāzera avotu realizācijā. Uzlabotā fotonu ekscitona savienošana submikronu perovskītos izraisa ievērojamu grupas refrakcijas indeksa palielināšanos līdz aptuveni 80, kas ievērojami palielina režīma pieaugumu, lai kompensētu režīma zudumu. Tā rezultātā rodas arī perovskīta submikrona lāzera avots ar lielāku efektīvu mikrokavitācijas kvalitātes koeficientu un šaurāku emisijas līnijas platumu (2. attēls). Mehānisms sniedz arī jaunu ieskatu maza izmēra zema sliekšņa lāzeru izstrādē, pamatojoties uz citiem pusvadītāju materiāliem.
2. attēls. Sub-mikronu lāzera avota mehānisms, izmantojot eksitoniskos polarizonus
Song Jiepeng, 2020. gada Zhibo students no Pekinas universitātes Materiālu zinātnes un inženierzinātņu skolas students, ir pirmā papīra autore, un Pekinas universitāte ir pirmā papīra vienība. Atbilstošie autori ir Zhang Qing un Xiong Qihua, Tsinghua universitātes fizikas profesors. Darbu atbalstīja Ķīnas Nacionālais dabaszinātņu fonds un Pekinas zinātnes fonds izciliem jauniešiem.
Pasta laiks: 12.-1223.