Sylweddolodd Prifysgol Peking perovskite di-dorffynhonnell laserllai nag 1 micron sgwâr
Mae'n bwysig adeiladu ffynhonnell laser barhaus gydag arwynebedd dyfais llai na 1μm2 i fodloni'r gofyniad defnydd ynni isel o ryng-gysylltiad 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 ffynonellau laser yn optegol yn barhaus yn hynod heriol. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae deunyddiau perovskite halid wedi cael sylw helaeth ym maes laserau sy'n cael eu pwmpio'n barhaus yn optegol oherwydd eu hennill 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 ffynonellau laser submicron i gyd angen golau pwls gyda dwysedd ynni pwmp uwch i ysgogi.
Mewn ymateb i'r her hon, llwyddodd grŵp ymchwil Zhang Qing o Ysgol Gwyddor Deunyddiau a Pheirianneg Prifysgol Peking i baratoi deunyddiau crisial sengl submicron perovskite o ansawdd uchel i gyflawni ffynonellau laser pwmpio optegol parhaus gydag ardal ddyfais mor isel â 0.65μm2. Ar yr un pryd, datgelir y ffoton. Deellir yn ddwfn y mecanwaith o exciton polariton yn submicron broses laser pwmpio optegol barhaus yn ddwfn, sy'n darparu syniad newydd ar gyfer datblygu maint bach laserau lled-ddargludyddion trothwy isel. Yn ddiweddar, cyhoeddwyd canlyniadau'r astudiaeth, o'r enw “Laserau Perovskite Pwmpio Tonnau Parhaus gydag Ardal Dyfais Islaw 1 μm2,” yn Advanced Materials.
Yn y gwaith hwn, paratowyd y daflen micron grisial sengl perovskite CsPbBr3 anorganig ar swbstrad saffir trwy ddyddodiad anwedd cemegol. Gwelwyd bod y cysylltiad cryf rhwng excitons perovskite â'r ffotonau micro-geudod wal sain ar dymheredd yr ystafell wedi arwain at ffurfio polariton excitonig. Trwy gyfres o dystiolaeth, megis dwyster allyriadau llinol i aflinol, lled llinell gul, trawsnewid polareiddio allyriadau a thrawsnewid cydlyniad gofodol ar y trothwy, cadarnheir y laser fflworoleuedd parhaus wedi'i bwmpio'n optegol o grisial sengl is-micron CsPbBr3, ac ardal y ddyfais mor isel â 0.65μm2. Ar yr un pryd, canfuwyd bod trothwy'r ffynhonnell laser submicron yn debyg i un y ffynhonnell laser maint mawr, a gall hyd yn oed fod yn is (Ffigur 1).
Ffigur 1. Submicron parhaus wedi'i bwmpio'n optegol CsPbBr3ffynhonnell golau laser
Ymhellach, mae'r gwaith hwn yn archwilio'n arbrofol ac yn ddamcaniaethol, ac yn datgelu mecanwaith excitonau exciton-polar wrth wireddu ffynonellau laser parhaus submicron. Mae'r cyplu ffoton-exciton gwell mewn perovskites submicron yn arwain at gynnydd sylweddol yn y mynegai plygiant grŵp i tua 80, sy'n cynyddu'n sylweddol y cynnydd modd i wneud iawn am y golled modd. Mae hyn hefyd yn arwain at ffynhonnell laser submicron perovskite gyda ffactor ansawdd micro-geudod effeithiol uwch a llinell allyriadau culach (Ffigur 2). Mae'r mecanwaith hefyd yn darparu mewnwelediadau newydd i ddatblygiad laserau maint bach, trothwy isel yn seiliedig ar ddeunyddiau lled-ddargludyddion eraill.
Ffigur 2. Mecanwaith ffynhonnell laser is-micron gan ddefnyddio polarizons excitonic
Song Jiepeng, myfyriwr Zhibo 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 Cenedlaethol Gwyddoniaeth Naturiol Tsieina a Sefydliad Gwyddoniaeth Beijing ar gyfer Pobl Ifanc Eithriadol.
Amser post: Medi-12-2023