Universitas Peking ngawujudkeun kontinyu perovskitsumber laserleuwih leutik tibatan 1 mikron pasagi
Penting pikeun ngawangun sumber laser kontinyu kalayan lega alat kirang ti 1μm2 pikeun minuhan sarat konsumsi énergi anu handap pikeun interkoneksi optik on-chip (<10 fJ bit-1). Nanging, nalika ukuran alat ngirangan, karugian optik sareng bahan ningkat sacara signifikan, janten ngahontal ukuran alat sub-mikron sareng pompa optik kontinyu tina sumber laser mangrupikeun tantangan anu ageung. Dina sababaraha taun ka pengker, bahan perovskit halida parantos nampi perhatian anu lega dina widang laser anu dipompa sacara optik kontinyu kusabab gain optik anu luhur sareng sipat polariton éksiton anu unik. Luas alat sumber laser kontinyu perovskit anu dilaporkeun dugi ka ayeuna masih langkung ageung tibatan 10μm2, sareng sumber laser submikron sadayana meryogikeun cahaya pulsa kalayan kapadetan énergi pompa anu langkung luhur pikeun ngarangsang.
Pikeun ngaréspon tantangan ieu, kelompok panalungtikan Zhang Qing ti Sakola Élmu Bahan sareng Téknik Universitas Peking hasil nyiapkeun bahan kristal tunggal submikron perovskit kualitas luhur pikeun ngahontal sumber laser pompa optik kontinyu kalayan luas alat ngan ukur 0,65μm2. Dina waktos anu sami, foton diungkabkeun. Mékanisme polariton éksiton dina prosés laser pompa optik kontinyu submikron parantos kahartos sacara jero, anu nyayogikeun ideu énggal pikeun pamekaran laser semikonduktor ambang batas handap ukuran alit. Hasil panilitian, anu judulna "Laser Perovskit anu Dipompa Gelombang Kontinyu kalayan Luas Alat di handap 1 μm2," nembe diterbitkeun dina Advanced Materials.
Dina ieu karya, lambaran mikron kristal tunggal perovskit anorganik CsPbBr3 disiapkeun dina substrat safir ku cara déposisi uap kimia. Katitén yén gandéngan anu kuat antara éksiton perovskit sareng foton mikrokavitas témbok sora dina suhu kamar nyababkeun formasi polariton éksitonik. Ngaliwatan sababaraha bukti, sapertos inténsitas émisi linier ka nonlinier, lébar garis anu sempit, transformasi polarisasi émisi sareng transformasi koherensi spasial dina ambang, lase fluoresensi anu dipompa sacara optik kontinyu tina kristal tunggal CsPbBr3 ukuran sub-mikron dikonfirmasi, sareng daérah alatna ngan ukur 0,65μm2. Dina waktos anu sami, kapanggih yén ambang sumber laser submikron sami sareng sumber laser ukuran ageung, sareng bahkan tiasa langkung handap (Gambar 1).
Gambar 1. Submikron CsPbBr3 anu dipompa sacara optik kontinyusumber cahaya laser
Salajengna, ieu karya nalungtik sacara ékspériméntal sareng téoritis, sareng ngungkabkeun mékanisme éksiton anu terpolarisasi ku éksiton dina réalisasi sumber laser kontinyu submikron. Gandeng foton-éksiton anu ditingkatkeun dina perovskit submikron ngahasilkeun paningkatan anu signifikan dina indéks bias grup janten sakitar 80, anu sacara substansial ningkatkeun gain mode pikeun ngimbangan leungitna mode. Ieu ogé ngahasilkeun sumber laser submikron perovskit kalayan faktor kualitas mikrokavitas efektif anu langkung luhur sareng linewidth émisi anu langkung sempit (Gambar 2). Mékanisme ieu ogé nyayogikeun wawasan énggal kana pamekaran laser ambang handap ukuran alit dumasar kana bahan semikonduktor anu sanés.
Gambar 2. Mékanisme sumber laser sub-mikron nganggo polarizon éksitonik
Song Jiepeng, mahasiswa Zhibo taun 2020 ti Sakola Élmu Bahan sareng Téknik Universitas Peking, nyaéta panulis munggaran makalah ieu, sareng Universitas Peking nyaéta unit munggaran makalah ieu. Zhang Qing sareng Xiong Qihua, profesor Fisika di Universitas Tsinghua, nyaéta panulis anu koresponden. Karya ieu dirojong ku Yayasan Élmu Alam Nasional Cina sareng Yayasan Élmu Beijing pikeun Nonoman Anu Luar Biasa.
Waktos posting: 12-Sep-2023