Peking Universiteit realisearre in perovskite kontinulaser boarnelytser as 1 fjouwerkante mikron
It is wichtich om in trochgeande laserboarne te bouwen mei in apparaatgebiet minder dan 1μm2 om te foldwaan oan 'e eask foar lege enerzjyferbrûk fan optyske ferbining op chip (<10 fJ bit-1). As de apparaatgrutte lykwols ôfnimt, ferheegje optyske en materiaalferlies signifikant, sadat it berikken fan sub-mikron apparaatgrutte en trochgeande optyske pompen fan laserboarnen ekstreem útdaagjend is. Yn 'e ôfrûne jierren hawwe halide perovskite materialen wiidweidich omtinken krigen op it mêd fan trochgeande optysk pompte lasers fanwege har hege optyske winst en unike exciton polariton eigenskippen. It apparaat gebiet fan perovskite trochgeande laser boarnen rapportearre oant no ta is noch grutter as 10μm2, en submicron laser boarnen allegearre fereaskje pulsed ljocht mei hegere pump enerzjy tichtens te stimulearjen.
As antwurd op dizze útdaging hat de ûndersyksgroep fan Zhang Qing fan 'e School of Materials Science and Engineering fan' e Peking University mei súkses taret heechweardige perovskite submikron ienkristlike materialen om kontinuze optyske pompende laserboarnen te berikken mei in apparaatgebiet sa leech as 0.65μm2. Tagelyk wurdt it foton iepenbiere. It meganisme fan exciton polariton yn submicron trochgeande optysk pompt laseproses is djip begrepen, dat jout in nij idee foar de ûntwikkeling fan lytse grutte lege drompel semiconductor lasers. De resultaten fan 'e stúdzje, mei de titel "Continuous Wave Pumped Perovskite Lasers with Device Area Under 1 μm2," waarden koartlyn publisearre yn Advanced Materials.
Yn dit wurk waard de anorganyske perovskite CsPbBr3 single crystal mikron sheet taret op saffier substraat troch gemyske dampdeposition. It waard waarnommen dat de sterke keppeling fan perovskite excitons mei de lûdmuorre mikrokavity fotonen by keamertemperatuer resultearre yn de formaasje fan excitonic polariton. Troch in searje bewiis, lykas lineêre oant net-lineêre emisje-yntensiteit, smelle linebreedte, emisjepolarisaasjetransformaasje en romtlike gearhingtransformaasje by drompel, wurdt de trochgeande optysk pompte fluoreszinsjelase fan sub-mikrongrutte CsPbBr3-ienkristal befêstige, en it apparaatgebiet is sa leech as 0.65μm2. Tagelyk waard fûn dat de drompel fan 'e submikron-laserboarne te fergelykjen is mei dy fan' e grutte laserboarne, en kin sels leger wêze (figuer 1).
figuer 1. Trochrinnende optysk pompt submicron CsPbBr3laser ljocht boarne
Fierder ûndersiket dit wurk sawol eksperiminteel as teoretysk, en ûntbleatet it meganisme fan exciton-polarisearre excitons yn 'e realisaasje fan submikron trochgeande laserboarnen. De ferbettere foton-exciton-keppeling yn submikron-perovskiten resultearret yn in signifikante ferheging fan 'e groepbrekingsyndeks oant sawat 80, wat de moduswinst substansjeel fergruttet om it modusferlies te kompensearjen. Dit resultearret ek yn in perovskite submicron laser boarne mei in hegere effektive microcavity kwaliteit faktor en in smellere emission linewidth (figuer 2). It meganisme leveret ek nije ynsjoch yn 'e ûntwikkeling fan lasers fan lyts grutte, lege drompel basearre op oare semiconductor materialen.
figuer 2. Mechanisme fan sub-micron laser boarne mei help fan excitonic polarisons
Song Jiepeng, in Zhibo-studint fan 2020 fan 'e School of Materials Science and Engineering fan' e Peking University, is de earste auteur fan it papier, en de Peking University is de earste ienheid fan it papier. Zhang Qing en Xiong Qihua, heechlearaar natuerkunde oan Tsinghua University, binne de oerienkommende auteurs. It wurk waard stipe troch de National Natural Science Foundation fan Sina en de Beijing Science Foundation for Outstanding Young People.
Post tiid: Sep-12-2023