Die Universiteit van Peking het 'n perovskite -aaneenlopende besefLaserbronkleiner as 1 vierkante mikron
Dit is belangrik om 'n deurlopende laserbron met 'n apparaatarea van minder as 1μm2 te konstrueer om aan die lae energieverbruiksvereiste van optiese interkonneksie op die chip (<10 FJ Bit-1) te voldoen. Namate die grootte van die toestel afneem, neem optiese en materiële verliese aansienlik toe, dus is dit 'n groot uitdaging om sub-mikron-toestelgrootte en deurlopende optiese pomp van laserbronne te bereik. In onlangse jare het halied perovskietmateriaal uitgebreide aandag geniet op die gebied van deurlopende opties gepompte lasers vanweë hul hoë optiese wins en unieke exciton polariton -eienskappe. Die apparaatarea van perovskiet -aaneenlopende laserbronne wat tot dusver gerapporteer is, is nog groter as 10μm2, en submikron -laserbronne benodig almal gepulseerde lig met 'n hoër pompenergie -digtheid om te stimuleer.
In reaksie op hierdie uitdaging het die navorsingsgroep Zhang Qing van die School of Materials Science and Engineering of Peking University suksesvol voorberei met hoë gehalte perovskite submikron enkelkristalmateriaal om deurlopende optiese pomplaserbronne te verkry met 'n toestelarea so laag as 0,65 μm2. Terselfdertyd word die foton onthul. Die meganisme van Exciton Polariton in submikron -deurlopende opties gepompte lasproses word diep verstaan, wat 'n nuwe idee bied vir die ontwikkeling van 'n klein drempel -halfgeleier -lasers. Die resultate van die studie, getiteld “Continuous Wave Pumped Perovskite -lasers met die apparaatarea onder 1 μm2,” is onlangs in gevorderde materiale gepubliseer.
In hierdie werk is die anorganiese perovskiet CSPBBR3 enkelkristalmikronplaat op saffier -substraat berei deur chemiese dampneerlegging. Daar is waargeneem dat die sterk koppeling van perovskiet -excitons met die klankwand -mikrokaviteitsfotone by kamertemperatuur die vorming van excitonic Polariton tot gevolg gehad het. Deur 'n reeks getuienis, soos lineêre tot nie-lineêre emissie-intensiteit, smal lynwydte, emissie-polarisasie-transformasie en ruimtelike koherensie-transformasie by die drempel, word die deurlopende opties gepompte fluorescentie-lase van sub-mikron-grootte CSPBBR3-kristal bevestig, en die apparaatgebied is so laag as 0.65 μm2. Terselfdertyd is gevind dat die drempel van die submicron-laserbron vergelykbaar is met dié van die groot grootte laserbron, en selfs laer kan wees (Figuur 1).
Figuur 1. Deurlopende opties gepompte submicron cspbbr3Laser ligbron
Verder ondersoek hierdie werk eksperimenteel en teoreties, en onthul dit die meganisme van exciton-gepolariseerde excitons in die verwesenliking van deurlopende laserbronne. Die verbeterde foton-exciton-koppeling in submicron perovskiete lei tot 'n beduidende toename in die groepbrekingsindeks tot ongeveer 80, wat die moduswins aansienlik verhoog om te vergoed vir die verlies van die modus. Dit lei ook tot 'n Perovskite -submikron -laserbron met 'n hoër effektiewe mikrokaviteitskwaliteit faktor en 'n nouer emissie -lynwydte (Figuur 2). Die meganisme bied ook nuwe insigte in die ontwikkeling van klein, lae-drempel-lasers gebaseer op ander halfgeleiermateriaal.
Figuur 2. Meganisme van sub-mikron laserbron met behulp van eksitoniese polarisone
Song Jiepeng, 'n 2020 Zibo -student van die School of Materials Science and Engineering van die Peking Universiteit, is die eerste skrywer van die koerant, en die Peking -universiteit is die eerste eenheid van die koerant. Zhang Qing en Xiong Qihua, professor in fisika aan die Tsinghua -universiteit, is die ooreenstemmende skrywers. Die werk is ondersteun deur die National Natural Science Foundation of China en die Beijing Science Foundation vir uitmuntende jong mense.
Postyd: Sep-12-2023