Peking Universiteit besef 'n perovskiet deurlopendelaser bronkleiner as 1 vierkante mikron
Dit is belangrik om 'n aaneenlopende laserbron met 'n toesteloppervlakte minder as 1μm2 te bou om aan die lae energieverbruikvereiste van optiese interkonneksie op die skyfie (<10 fJ bit-1) te voldoen.Namate die toestelgrootte egter afneem, neem optiese en materiaalverliese aansienlik toe, dus die bereiking van sub-mikron toestelgrootte en deurlopende optiese pomp van laserbronne is uiters uitdagend.In onlangse jare het halied perovskiet materiale uitgebreide aandag gekry op die gebied van deurlopende optiese gepompte lasers as gevolg van hul hoë optiese wins en unieke exciton polariton eienskappe.Die toestelarea van perovskiet deurlopende laserbronne wat tot dusver aangemeld is, is steeds groter as 10μm2, en submikron laserbronne benodig almal gepulste lig met hoër pompenergiedigtheid om te stimuleer.
In reaksie op hierdie uitdaging het die navorsingsgroep van Zhang Qing van die Skool vir Materiaalwetenskap en Ingenieurswese van die Peking-universiteit suksesvol hoë-gehalte perovskiet submikron enkelkristal-materiale voorberei om deurlopende optiese pompende laserbronne met 'n toesteloppervlakte van so laag as 0.65μm2 te bereik.Terselfdertyd word die foton geopenbaar.Die meganisme van exciton polariton in submikron aaneenlopende opties gepompte laserproses word diep verstaan, wat 'n nuwe idee bied vir die ontwikkeling van klein grootte lae drempel halfgeleier lasers.Die resultate van die studie, getiteld "Continuous Wave Pumped Perovskite Lasers with Device Area Below 1 μm2," is onlangs in Advanced Materials gepubliseer.
In hierdie werk is die anorganiese perovskiet CsPbBr3 enkelkristal mikron vel voorberei op saffier substraat deur chemiese dampneerlegging.Daar is waargeneem dat die sterk koppeling van perovskiet-eksitone met die klankwand-mikroholtefotone by kamertemperatuur tot die vorming van eksitoniese polariton gelei het.Deur 'n reeks bewyse, soos lineêre tot nie-lineêre emissie-intensiteit, smal lynwydte, emissiepolarisasietransformasie en ruimtelike koherensietransformasie by die drempel, word die deurlopende opties gepompte fluoressensielase van sub-mikrongrootte CsPbBr3-enkelkristal bevestig, en die toestelarea is so laag as 0.65μm2.Terselfdertyd is gevind dat die drumpel van die submikron laserbron vergelykbaar is met dié van die groot-grootte laserbron, en selfs laer kan wees (Figuur 1).
Figuur 1. Deurlopende opties gepompte submikron CsPbBr3laser lig bron
Verder ondersoek hierdie werk beide eksperimenteel en teoreties, en onthul die meganisme van exciton-gepolariseerde excitons in die verwesenliking van submikron deurlopende laserbronne.Die verbeterde foton-eksiton-koppeling in submikron-perovskiete lei tot 'n beduidende toename in die groepbrekingsindeks tot ongeveer 80, wat die moduswins aansienlik verhoog om te kompenseer vir die modusverlies.Dit lei ook tot 'n perovskiet submikron laserbron met 'n hoër effektiewe mikroholte kwaliteit faktor en 'n nouer emissie lynwydte (Figuur 2).Die meganisme verskaf ook nuwe insigte in die ontwikkeling van klein-grootte, lae-drempel lasers gebaseer op ander halfgeleier materiale.
Figuur 2. Meganisme van sub-mikron laserbron met behulp van eksitoniese polarisone
Song Jiepeng, 'n 2020 Zhibo-student van die Skool vir Materiaalwetenskap en Ingenieurswese van die Peking Universiteit, is die eerste skrywer van die referaat, en die Peking Universiteit is die eerste eenheid van die vraestel.Zhang Qing en Xiong Qihua, professor in Fisika aan die Tsinghua Universiteit, is die ooreenstemmende skrywers.Die werk is ondersteun deur die Nasionale Natuurwetenskapstigting van China en die Beijing Wetenskapstigting vir Uitstaande Jongmense.
Postyd: 12-Sep-2023