Die Peking University erkannte einen Perovskit kontinuierlichLaserquellekleiner als 1 Quadratmikron
Es ist wichtig, eine kontinuierliche Laserquelle mit einem Gerätebereich von weniger als 1 & mgr; m2 zu erstellen, um den geringeren Energieverbrauch der optischen Verknüpfung der On-Chip-Verbrauch (<10 FJ Bit-1) zu erfüllen. Wenn die Gerätegröße abnimmt, steigen jedoch die optischen und Materialverluste erheblich an, sodass die Größe der Untermikron-Geräte und das kontinuierliche optische Pumpen von Laserquellen äußerst schwierig ist. In den letzten Jahren haben Halid Perovskitmaterialien aufgrund ihres hohen optischen Gewinns und ihrer einzigartigen Exzitonen -Polariton -Eigenschaften im Bereich der kontinuierlichen optisch gepumpteten Laser umfangreiche Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Die Gerätebereich der bisher gemeldeten kontinuierlichen Laserquellen von Perovskit beträgt immer noch mehr als 10 μm2, und Submikronlaserquellen erfordern alle gepulste Licht mit höherer Pumpenergiedichte, um zu stimulieren.
Als Reaktion auf diese Herausforderung erstellte die Forschungsgruppe von Zhang Qing von der School of Materials Science und Engineering der Peking University erfolgreich hochwertige Perovskit-Submikron-Einzelkristallmaterialien, um kontinuierliche optische Pumplaserquellen mit einem Gerätebereich von nur 0,65 μm2 zu erreichen. Gleichzeitig wird das Photon enthüllt. Der Mechanismus des Exzitonenpolaritons im kontinuierlichen optisch gepumpteten Laserprozess von Submikronen ist tief verstanden, was eine neue Idee für die Entwicklung kleiner Semikonduktoren mit geringer Schwelle liefert. Die Ergebnisse der Studie mit dem Titel „Continuous Wave Pumped Perovskit -Laser mit Gerätebereich unter 1 μM2“ wurden kürzlich in fortschrittlichen Materialien veröffentlicht.
In dieser Arbeit wurde das anorganische Perovskit -CSPBBR3 -Einkristallmikronblech durch chemische Dampfablagerung auf Saphirsubstrat hergestellt. Es wurde beobachtet, dass die starke Kopplung von Perovskit -Exzitonen mit den Schallwandmikrokavitätsphotonen bei Raumtemperatur zur Bildung von exzitonischem Polariton führte. Durch eine Reihe von Beweisen, wie z. B. lineare bis nichtlineare Emissionsintensität, schmale Linienbreite, Emissionspolarisationstransformation und räumliche Kohärenztransformation bei Schwellenwert, wird die kontinuierliche optisch gepumpte Fluoreszenz-Lase von Submicron-Größe CSPBBR3-einzelner Kristall bestätigt und die Gerätebereich von 0,65 μm2. Gleichzeitig wurde festgestellt, dass der Schwellenwert der Submikronlaserquelle mit der der großen Laserquelle vergleichbar ist und sogar niedriger sein kann (Abbildung 1).
Abbildung 1. kontinuierlicher optisch gepumptes Submicron CSPBBR3Laserlichtquelle
Darüber hinaus untersucht diese Arbeit sowohl experimentell als auch theoretisch und zeigt den Mechanismus von exzitonpolarisierten Exzitonen bei der Realisierung von Submicron-kontinuierlichen Laserquellen. Die verbesserte Photon-Exciton-Kopplung in Submicron-Perovskiten führt zu einem signifikanten Anstieg des Gruppen-Brechungsindex auf etwa 80, was den Modusgewinn erheblich erhöht, um den Modusverlust auszugleichen. Dies führt auch zu einer Perovskit -Submikronlaserquelle mit einem höhere effektiven Mikrokavitätsqualitätsfaktor und einer engeren Emissionslinie (Abbildung 2). Der Mechanismus liefert auch neue Einblicke in die Entwicklung kleiner Laser mit geringer Schwelle, die auf anderen Halbleitermaterialien basieren.
Abbildung 2. Mechanismus der Sub-Micron-Laserquelle unter Verwendung von exzitonischen Polarizonten
Song Jiepeng, ein Zhibo -Student von 2020 von der School of Materials Science and Engineering der Peking University, ist der Erstautor der Zeitung, und die Peking University ist die erste Einheit des Papiers. Zhang Qing und Xiong Qihua, Professor für Physik an der Tsinghua University, sind die entsprechenden Autoren. Die Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation in China und der Peking Science Foundation für herausragende junge Menschen unterstützt.
Postzeit: Sep-12-2023