Prifysgol Peking yn sylweddoli perovskite parhausffynhonnell laserllai nag 1 micron sgwâr
Mae'n bwysig adeiladu ffynhonnell laser barhaus gydag arwynebedd dyfais o lai nag 1μm2 i fodloni'r gofyniad defnydd ynni isel ar gyfer rhyng-gysylltu optegol ar-sglodion (<10 fJ bit-1). Fodd bynnag, wrth i faint y ddyfais leihau, mae colledion optegol a deunydd yn cynyddu'n sylweddol, felly mae cyflawni maint dyfais is-micron a phwmpio optegol parhaus o ffynonellau laser yn hynod heriol. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae deunyddiau perovskite halid wedi derbyn sylw helaeth ym maes laserau sy'n cael eu pwmpio'n optegol parhaus oherwydd eu henillion optegol uchel a'u priodweddau polariton exciton unigryw. Mae arwynebedd dyfais ffynonellau laser parhaus perovskite a adroddwyd hyd yn hyn yn dal i fod yn fwy na 10μm2, ac mae angen golau pwls gyda dwysedd ynni pwmp uwch ar bob ffynhonnell laser is-micron i ysgogi.
Mewn ymateb i'r her hon, llwyddodd grŵp ymchwil Zhang Qing o Ysgol Gwyddor Deunyddiau a Pheirianneg Prifysgol Peking i baratoi deunyddiau grisial sengl is-micron perovskite o ansawdd uchel i gyflawni ffynonellau laser pwmpio optegol parhaus gydag arwynebedd dyfais mor isel â 0.65μm2. Ar yr un pryd, datgelir y ffoton. Mae mecanwaith polariton exciton mewn proses laseru pwmpio optegol parhaus is-micron wedi'i ddeall yn ddwfn, sy'n darparu syniad newydd ar gyfer datblygu laserau lled-ddargludyddion trothwy isel maint bach. Cyhoeddwyd canlyniadau'r astudiaeth, o'r enw “Laserau Perovskite Pwmpio Ton Barhaus gydag Arwynebedd Dyfais Islaw 1 μm2,” yn ddiweddar yn Advanced Materials.
Yn y gwaith hwn, paratowyd y ddalen micron grisial sengl perovskite anorganig CsPbBr3 ar swbstrad saffir trwy ddyddodiad anwedd cemegol. Gwelwyd bod y cyplu cryf rhwng excitonau perovskite a ffotonau microceudod y wal sain ar dymheredd ystafell wedi arwain at ffurfio polariton excitonig. Trwy gyfres o dystiolaethau, megis dwyster allyriadau llinol i anlinellol, lled llinell gul, trawsnewidiad polareiddio allyriadau a thrawsnewidiad cydlyniant gofodol ar y trothwy, cadarnheir y lase fflwroleuol pwmpio optegol parhaus o grisial sengl CsPbBr3 is-micron, ac mae arwynebedd y ddyfais mor isel â 0.65μm2. Ar yr un pryd, canfuwyd bod trothwy'r ffynhonnell laser is-micron yn gymharol â throthwy'r ffynhonnell laser maint mawr, a gall hyd yn oed fod yn is (Ffigur 1).
Ffigur 1. CsPbBr3 is-micron wedi'i bwmpio'n optegol barhausffynhonnell golau laser
Ymhellach, mae'r gwaith hwn yn archwilio'n arbrofol ac yn ddamcaniaethol, ac yn datgelu mecanwaith excitonau wedi'u polareiddio ag exciton wrth wireddu ffynonellau laser parhaus is-micron. Mae'r cyplu ffoton-exciton gwell mewn perovskites is-micron yn arwain at gynnydd sylweddol yn mynegai plygiannol y grŵp i tua 80, sy'n cynyddu'r enillion modd yn sylweddol i wneud iawn am y golled modd. Mae hyn hefyd yn arwain at ffynhonnell laser is-micron perovskite gyda ffactor ansawdd microceudod effeithiol uwch a lled llinell allyriadau culach (Ffigur 2). Mae'r mecanwaith hefyd yn darparu mewnwelediadau newydd i ddatblygiad laserau bach, trothwy isel yn seiliedig ar ddeunyddiau lled-ddargludyddion eraill.
Ffigur 2. Mecanwaith ffynhonnell laser is-micron gan ddefnyddio polarisonau excitonig
Song Jiepeng, myfyriwr Zhibo yn 2020 o Ysgol Gwyddor Deunyddiau a Pheirianneg Prifysgol Peking, yw awdur cyntaf y papur, a Phrifysgol Peking yw uned gyntaf y papur. Zhang Qing a Xiong Qihua, athro Ffiseg ym Mhrifysgol Tsinghua, yw'r awduron cyfatebol. Cefnogwyd y gwaith gan Sefydliad Gwyddor Naturiol Cenedlaethol Tsieina a Sefydliad Gwyddoniaeth Beijing ar gyfer Pobl Ifanc Rhagorol.
Amser postio: Medi-12-2023