Университетът Пекинг осъзнал непрекъснато перовскитлазерен източникПо -малък от 1 квадратна микрона
Важно е да се изгради непрекъснат лазерен източник с зона на устройство, по-малка от 1 μm2, за да се отговори на изискването за ниска консумация на енергия на оптичната връзка на чипа (<10 FJ Bit-1). Въпреки това, тъй като размерът на устройството намалява, оптичните и материалните загуби се увеличават значително, така че постигането на размера на подмикронното устройство и непрекъснатото оптично изпомпване на лазерни източници е изключително предизвикателно. През последните години материалите на Halide Perovskite са получили широко внимание в областта на непрекъснатите оптично изпомпвани лазери поради високата си оптична печалба и уникалните свойства на поляритон Exciton. Областта на устройството на PEROVSKITE непрекъснати лазерни източници, отчетени досега, все още е по -голяма от 10 μm2, а субмикронните лазерни източници изискват импулсна светлина с по -висока плътност на енергията на помпата, за да стимулират.
В отговор на това предизвикателство, изследователската група на Джан Цинг от Училището за материали и инженерство на Пекинския университет успешно приготвя висококачествени перовскитни субмикронни единични кристални материали за постигане на непрекъснати оптични изпомпващи лазерни източници с площ на устройството до 0,65 μm2. В същото време се разкрива фотонът. Механизмът на поляритон на екситон в субмикрон непрекъснато оптично изпомпван лазинг процес е дълбоко разбран, което осигурява нова идея за развитие на малки прагови полупроводникови лазери. Резултатите от проучването, озаглавено „Непрекъснато вълна, изпомпвани перовскитни лазери с площ на устройството под 1 μm2“, бяха публикувани наскоро в Advanced Materials.
В тази работа неорганичният перовскит CSPBBR3 едно кристален микрон се приготвя върху сапфирен субстрат чрез отлагане на химически пари. Беше забелязано, че силното свързване на екситоните на перовскит със звуковите стенни микрокавитични фотони при стайна температура води до образуването на екситонен поляритон. Чрез поредица от доказателства, като линейна за нелинейна интензивност на емисиите, тесна ширина на линията, трансформация на поляризация на емисиите и трансформация на пространствена съгласуваност при праг, непрекъснатата оптично изпомпва флуоресцентна Lase на субмикронната CSPBBR3 единичен кристал се потвърждава и зоната на устройството е от 0,65 мкм2. В същото време беше установено, че прагът на лазерния източник на субмикрон е съпоставим с този на лазерния източник в голям размер и дори може да бъде по-нисък (Фигура 1).
Фигура 1. Непрекъснато оптично изпомпван субмикрон CSPBBR3Лазерен източник на светлина
Освен това, тази работа изследва както експериментално, така и теоретично и разкрива механизма на поляризирани от екситон екситони при реализирането на субмикронните непрекъснати лазерни източници. Подобреното свързване на фотон-екзицитон в субмикронните перовскити води до значително увеличение на групата на рефракцията на групата до около 80, което значително увеличава усилването на режима, за да компенсира загубата на режима. Това също води до лазерен източник на субмикрон Perovskite с по -висок ефективен коефициент на качество на микрокавитата и по -тясна ширина на линията на емисиите (Фигура 2). Механизмът също така предоставя нова представа за развитието на лазери с малък размер с малък размер, базирани на други полупроводникови материали.
Фигура 2. Механизъм на субмикронния лазерен източник, използвайки екситонични поляризони
Song Jiepeng, студент от Zhibo от 2020 г. от Училището по материали и инженерство на Пекинския университет, е първият автор на вестника, а университетът Пекинг е първата единица на вестника. Джан Цинг и Xiong Qihua, професор по физика в университета Tsinghua, са съответните автори. Работата беше подкрепена от Националната природонаучна фондация на Китай и Пекинската научна фондация за изключителни млади хора.
Време за публикация: Септември 12-2023