A Pekingi Egyetem egy perovskite folyamatos lézerforrást váltott ki, mint 1 négyzet alakú mikron

A Pekingi Egyetem egy perovskite folyamatos megvalósultlézerforráskisebb, mint 1 négyzet alakú mikron
Fontos, hogy egy folyamatos lézerforrást építsünk fel, amelynek eszközterülete kevesebb, mint 1 μm2, hogy megfeleljen a CHIP optikai összekapcsolásának alacsony energiafogyasztási követelményének (<10 FJ Bit-1). Mivel azonban az eszköz méretének csökkenése csökken, az optikai és az anyagveszteségek jelentősen növekszenek, így a szubmikron eszköz méretének elérése és a lézerforrások folyamatos optikai szivattyúzása rendkívül kihívást jelent. Az utóbbi években a Halide Perovskite anyagok nagy figyelmet kaptak a folyamatos optikailag szivattyúzott lézerek területén, nagy optikai nyereségük és egyedi exciton Polariton tulajdonságaik miatt. A perovskite folyamatos lézerforrások eszközterülete eddig még mindig meghaladja a 10 μm2 -et, és a szubmikron lézerforrásokhoz mind a stimulációhoz impulzusos fény szükséges, nagyobb szivattyú energia sűrűséggel.

Erre a kihívásra válaszul a Zhang Qing kutatócsoportja a Pekingi Egyetem Anyagtudományi és Mérnöki Iskolájából, sikeresen elkészítette a magas színvonalú perovskite szubkrét egykristályos anyagokat, hogy a folyamatos optikai szivattyúzási lézerforrások elérése érdekében 0,65 μm2-nél alacsonyabb eszközterülettel rendelkezzenek. Ugyanakkor a foton feltárja. Az exciton polariton mechanizmusa a szubmikroni, az optikailag szivattyúzott lezedési folyamatban mélyen megismerhető, ami új ötletet nyújt a kis méretű alacsony küszöbértékű félvezető lézerek kidolgozásához. A „Folyamatos hullám pumpált perovskite lézerekkel, amelyek eszközterülete 1 μm2 alatt” című tanulmány eredményei nemrégiben közzétették a fejlett anyagokban.

Ebben a munkában a szervetlen perovskite CSPBBR3 egykristályos mikronlapot készítettük a zafír szubsztráton kémiai gőzlerakódás útján. Megfigyelték, hogy a perovskite excitonok és a hangfal mikrokavitációs fotonok szobahőmérsékleten történő erős összekapcsolása excitonikus polariton kialakulását eredményezte. A bizonyítékok sorozatán keresztül, például lineáris és nemlineáris emissziós intenzitás, keskeny vonalszélesség, emissziós polarizációs transzformáció és térbeli koherencia-transzformáció révén a küszöbértéknél a szubmikron méretű CSPBBR3 egykristály folyamatos optikailag pumpált fluoreszcencia-lágája megerősíthető, és az eszköz területe ugyanolyan alacsony, mint 0,65 μm2. Ugyanakkor kiderült, hogy a szubmikron lézerforrás küszöbértéke összehasonlítható a nagy méretű lézerforrás termelésével, és akár alacsonyabb is lehet (1. ábra).

1. ábra. Folyamatos optikailag pumpált szubmikron CSPBBR3lézeres fényforrás

Ezenkívül ez a munka kísérletileg és elméletileg is feltárja, és feltárja az exciton-polarizált excitonok mechanizmusát a szubmikron folyamatos lézerforrások megvalósításában. A Submicron Perovskites-ben a továbbfejlesztett foton-exciton-kapcsolás a csoport törésmutatójának jelentős növekedését eredményezi körülbelül 80-ra, ami jelentősen növeli az üzemmód nyereségét az üzemmód-veszteség kompenzálása érdekében. Ez egy perovskite szubmikron lézerforrást is eredményez, amelynek magasabb hatékony mikrokavitási minőségi tényezője és keskenyebb emissziós vonalszélessége van (2. ábra). A mechanizmus új betekintést nyújt a kis méretű, alacsony küszöbértékű lézerek fejlesztésébe más félvezető anyagok alapján.

2. ábra. A szubmikroni lézerforrás mechanizmusa excitonikus polarizonok segítségével

Song Jiepeng, a Pekingi Egyetem Anyagtudományi és Mérnöki Iskolájának 2020 -as Zhibo hallgatója a papír első szerzője, és a Pekingi Egyetem a cikk első egysége. Zhang Qing és Xiong Qihua, a Tsinghua Egyetem fizikai professzora a megfelelő szerzők. A munkát a Kínai Nemzeti Természettudományi Alapítvány és a Pekingi Tudományos Alapítvány támogatta a kiemelkedő fiatalok számára.