Ang Peking University nakaamgo sa usa ka perovskite padayon nga tinubdan sa laser nga mas gamay kay sa 1 square micron

Ang Peking University nakaamgo sa usa ka perovskite nga padayontinubdan sa lasermas gamay sa 1 square micron
Mahinungdanon ang paghimo og padayon nga tinubdan sa laser nga adunay lugar sa aparato nga ubos sa 1μm2 aron matubag ang ubos nga kinahanglanon sa pagkonsumo sa enerhiya sa on-chip optical interconnection (<10 fJ bit-1). Bisan pa, samtang ang gidak-on sa aparato mikunhod, ang pagkawala sa optical ug materyal nga pagtaas sa kamahinungdanon, mao nga ang pagkab-ot sa gidak-on sa sub-micron nga aparato ug padayon nga optical pumping sa mga gigikanan sa laser labi ka mahagiton. Sa bag-ohay nga mga tuig, ang halide perovskite nga mga materyales nakadawat og daghang pagtagad sa natad sa padayon nga optically pumped lasers tungod sa ilang taas nga optical gain ug talagsaon nga exciton poriton properties. Ang lugar sa aparato sa perovskite padayon nga mga gigikanan sa laser nga gitaho hangtod karon labi pa sa 10μm2, ug ang mga gigikanan sa submicron laser tanan nanginahanglan pulso nga kahayag nga adunay mas taas nga densidad sa enerhiya sa bomba aron mapukaw.

Agig tubag niini nga hagit, ang grupo sa panukiduki ni Zhang Qing gikan sa School of Materials Science ug Engineering sa Peking University malampuson nga nag-andam sa taas nga kalidad nga perovskite submicron nga single nga kristal nga mga materyales aron makab-ot ang padayon nga optical pumping nga mga tinubdan sa laser nga adunay usa ka lugar nga ubos sa 0.65μm2. Sa samang higayon, ang photon gipadayag. Ang mekanismo sa exciton polariton sa submicron padayon nga optically pumped lasing proseso nasabtan pag-ayo, nga naghatag og usa ka bag-o nga ideya alang sa pagpalambo sa gamay nga gidak-on ubos nga threshold semiconductor lasers. Ang mga resulta sa pagtuon, nga giulohan og "Continuous Wave Pumped Perovskite Lasers with Device Area Below 1 μm2," bag-o lang gipatik sa Advanced Materials.

Niini nga buhat, ang inorganic nga perovskite CsPbBr3 single crystal micron sheet giandam sa sapphire substrate pinaagi sa kemikal nga alisngaw nga deposition. Naobserbahan nga ang kusog nga pagdugtong sa perovskite excitons nga adunay sound wall microcavity photon sa temperatura sa lawak miresulta sa pagporma sa excitonic polariton. Pinaagi sa usa ka serye sa mga ebidensya, sama sa linear ngadto sa nonlinear emission intensity, pig-ot nga gilapdon sa linya, emission polarization transformation ug spatial coherence transformation sa threshold, ang padayon nga optically pumped fluorescence lase sa sub-micron-sized nga CsPbBr3 single crystal gipamatud-an, ug ang device area kay ubos sa 0.65μm2. Sa samang higayon, nakaplagan nga ang threshold sa submicron laser tinubdan ikatandi sa dako nga gidak-on laser tinubdan, ug mahimong mas ubos pa (Figure 1).

Figure 1. Padayon nga optically pumped submicron CsPbBr3tinubdan sa kahayag sa laser

Dugang pa, kini nga trabaho nagsuhid sa eksperimento ug theoretically, ug nagpadayag sa mekanismo sa exciton-polarized excitons sa katumanan sa submicron padayon nga mga tinubdan sa laser. Ang gipaayo nga photon-exciton coupling sa submicron perovskites moresulta sa usa ka mahinungdanon nga pagtaas sa grupo nga refractive index ngadto sa mga 80, nga sa dakong bahin nagdugang sa mode gain aron mabayran ang pagkawala sa mode. Nagresulta usab kini sa usa ka perovskite submicron laser source nga adunay mas taas nga epektibo nga microcavity quality factor ug mas pig-ot nga emission linewidth (Figure 2). Naghatag usab ang mekanismo og bag-ong mga panabut sa pagpauswag sa gagmay nga gidak-on, ubos nga threshold nga mga laser nga gibase sa ubang mga materyal nga semiconductor.

Figure 2. Mekanismo sa sub-micron nga tinubdan sa laser gamit ang excitonic polarizons

Si Song Jiepeng, usa ka 2020 nga estudyante sa Zhibo gikan sa School of Materials Science ug Engineering sa Peking University, mao ang una nga tagsulat sa papel, ug ang Peking University mao ang una nga yunit sa papel. Si Zhang Qing ug Xiong Qihua, propesor sa Physics sa Tsinghua University, mao ang katugbang nga mga awtor. Ang trabaho gisuportahan sa National Natural Science Foundation sa China ug sa Beijing Science Foundation alang sa Outstanding Young People.