Пекінскі ўніверсітэт рэалізаваў перовскит бесперапынныкрыніца лазераменш за 1 квадратны мікрон
Важна пабудаваць бесперапынную лазерную крыніцу з плошчай прылады менш за 1 мкм2, каб адпавядаць патрабаванням нізкага энергаспажывання аптычнага злучэння на чыпе (<10 фДж біт-1).Аднак па меры памяншэння памеру прылады аптычныя і матэрыяльныя страты значна ўзрастаюць, таму дасягнуць субмікроннага памеру прылады і бесперапыннай аптычнай накачкі лазерных крыніц надзвычай складана.У апошнія гады галогенідныя перовскитовые матэрыялы атрымалі вялікую ўвагу ў галіне лазераў з бесперапыннай аптычнай накачкай з-за іх высокага аптычнага ўзмацнення і унікальных эксітонных палярытонных уласцівасцей.Плошча прылады перовскитных бесперапынных лазерных крыніц, пра якую паведамлялася, па-ранейшаму перавышае 10 мкм2, і ўсім субмікронным лазерным крыніцам для стымуляцыі патрабуецца імпульснае святло з больш высокай шчыльнасцю энергіі накачкі.
У адказ на гэты выклік даследчая група Чжана Цына са Школы матэрыялазнаўства і інжынерыі Пекінскага ўніверсітэта паспяхова падрыхтавала высакаякасныя перовскитные субмікронныя монакрышталічныя матэрыялы для стварэння бесперапынных лазерных крыніц з аптычнай накачкай з плошчай прылады ўсяго 0,65 мкм2.Пры гэтым выяўляецца фатон.Механізм эксітоннага палярытона ў субмікронным працэсе генерацыі з бесперапыннай аптычнай накачкай глыбока вывучаны, што дае новую ідэю для распрацоўкі паўправадніковых лазераў малога памеру з нізкім парогам.Вынікі даследавання пад назвай «Перовскитовые лазеры з бесперапыннай накачкай хвалі з плошчай прылады ніжэй за 1 мкм2» былі нядаўна апублікаваныя ў Advanced Materials.
У гэтай працы неарганічны перовскит CsPbBr3 монакрышталічны мікронны ліст быў падрыхтаваны на сапфіравай падкладцы метадам хімічнага асаджэння з паравай фазы.Было заўважана, што моцнае ўзаемадзеянне эксітонаў пераўскіта з фатонамі мікраполасці гукавой сценкі пры пакаёвай тэмпературы прывяло да адукацыі эксітанічнага палярытона.Шэраг доказаў, такіх як інтэнсіўнасць выпраменьвання ад лінейнага да нелінейнага, вузкая шырыня лініі, пераўтварэнне палярызацыі выпраменьвання і пераўтварэнне прасторавай кагерэнтнасці на парозе, пацвярджае бесперапынную флуарэсцэнтную лазу з аптычнай накачкай монакрышталя CsPbBr3 субмікроннага памеру і плошчу прылады. складае ўсяго 0,65 мкм2.У той жа час было выяўлена, што парог субмікроннага лазернага крыніцы параўнальны з парогам буйнагабарытнага лазернага крыніцы і нават можа быць ніжэй (малюнак 1).
Малюнак 1. Субмікронны CsPbBr3 з бесперапыннай аптычнай накачкайкрыніца лазернага святла
Акрамя таго, гэтая праца даследуе як эксперыментальна, так і тэарэтычна і выяўляе механізм эксітон-палярызаваных эксітонаў у рэалізацыі субмікронных бесперапынных лазерных крыніц.Палепшанае фатон-эксітоннае ўзаемадзеянне ў субмікронных пераўскітах прыводзіць да значнага павелічэння групавога паказчыка праламлення прыкладна да 80, што істотна павялічвае ўзмацненне моды для кампенсацыі страт моды.Гэта таксама прыводзіць да перовскитовой субмікроннай лазернай крыніцы з больш высокім эфектыўным каэфіцыентам якасці мікрарэзанатара і больш вузкай шырынёй лініі выпраменьвання (малюнак 2).Механізм таксама дае новае ўяўленне аб распрацоўцы малагабарытных лазераў з нізкім парогам на аснове іншых паўправадніковых матэрыялаў.
Малюнак 2. Механізм субмікроннай лазернай крыніцы з выкарыстаннем эксітанічных палярызантаў
Сон Цзепэн, студэнт Чжыбо 2020 года з Школы матэрыялазнаўства і інжынерыі Пекінскага ўніверсітэта, з'яўляецца першым аўтарам артыкула, а Пекінскі ўніверсітэт - першым раздзелам артыкула.Чжан Цын і Сюн Ціхуа, прафесар фізікі Універсітэта Цінхуа, з'яўляюцца адпаведнымі аўтарамі.Праца была падтрымана Нацыянальным фондам натуральных навук Кітая і Пекінскім навуковым фондам выбітнай моладзі.
Час публікацыі: 12 верасня 2023 г