มหาวิทยาลัยปักกิ่งตระหนักถึง perovskite ต่อเนื่องแหล่งกำเนิดเลเซอร์เล็กกว่า 1 ตารางไมครอน
มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะสร้างแหล่งกำเนิดเลเซอร์อย่างต่อเนื่องโดยมีพื้นที่อุปกรณ์น้อยกว่า1μm2เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดการใช้พลังงานต่ำของการเชื่อมต่อออปติคัลบนชิป (<10 FJ Bit-1) อย่างไรก็ตามเมื่อขนาดของอุปกรณ์ลดลงการสูญเสียแสงและวัสดุเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญดังนั้นการบรรลุขนาดอุปกรณ์ย่อยไมครอนและการสูบแสงอย่างต่อเนื่องของแหล่งเลเซอร์จึงเป็นสิ่งที่ท้าทายอย่างยิ่ง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาวัสดุ Halide Perovskite ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางในด้านของเลเซอร์ที่ปั๊มแบบออพติคอลอย่างต่อเนื่องเนื่องจากการได้รับแสงสูงและคุณสมบัติ exciton polariton ที่เป็นเอกลักษณ์ พื้นที่อุปกรณ์ของแหล่งกำเนิดเลเซอร์อย่างต่อเนื่องของ Perovskite ที่รายงานจนถึงปัจจุบันยังคงมากกว่า10μm2และแหล่งกำเนิดเลเซอร์ submicron ทั้งหมดต้องการแสงพัลซิ่งที่มีความหนาแน่นของพลังงานปั๊มสูงขึ้นเพื่อกระตุ้น
ในการตอบสนองต่อความท้าทายนี้กลุ่มวิจัยของจางชิงจากคณะวิชาวิทยาศาสตร์วัสดุและวิศวกรรมของมหาวิทยาลัยปักกิ่งประสบความสำเร็จในการเตรียมวัสดุผลึกเดี่ยว perovskite ที่มีคุณภาพสูงเพื่อให้ได้แหล่งกำเนิดเลเซอร์ปั๊มออพติคอลอย่างต่อเนื่องพร้อมพื้นที่อุปกรณ์ต่ำสุดที่0.65μm2 ในเวลาเดียวกันโฟตอนจะถูกเปิดเผย กลไกของ polariton exciton ในกระบวนการ submicron อย่างต่อเนื่องที่ปั๊มด้วยแสงเป็นที่เข้าใจอย่างลึกซึ้งซึ่งเป็นแนวคิดใหม่สำหรับการพัฒนาเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์เซมิคอนดักเตอร์ขนาดเล็กขนาดเล็ก ผลการศึกษาเรื่อง“ คลื่นอย่างต่อเนื่องที่สูบเลเซอร์ perovskite ที่มีพื้นที่อุปกรณ์ต่ำกว่า 1 μm2” ได้รับการตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในวัสดุขั้นสูง
ในงานนี้แผ่นอนินทรีย์ Perovskite CSPBBR3 แผ่นไมครอนคริสตัลเดี่ยวถูกจัดทำขึ้นบนพื้นผิวแซฟไฟร์โดยการสะสมไอสารเคมี พบว่าการมีเพศสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งของ perovskite excitons กับโฟตอน microcavity ผนังเสียงที่อุณหภูมิห้องส่งผลให้เกิดการก่อตัวของ polariton excitonic ผ่านชุดของหลักฐานเช่นความเข้มของการปล่อยแบบไม่เชิงเส้นความกว้างของเส้นแคบการเปลี่ยนแปลงโพลาไรเซชันการปล่อยและการเปลี่ยนแปลงเชิงพื้นที่ที่เกณฑ์การฟลูออเรสเซนต์แบบออพติคอลอย่างต่อเนื่องของผลึกเดี่ยว CSPBBR3 ขนาดเล็ก ในขณะเดียวกันก็พบว่าเกณฑ์ของแหล่งกำเนิดเลเซอร์ submicron เปรียบได้กับแหล่งกำเนิดเลเซอร์ขนาดใหญ่และอาจต่ำกว่า (รูปที่ 1)
รูปที่ 1. submicron cspbbr3 ที่สูบฉีดอย่างต่อเนื่องแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์
นอกจากนี้งานนี้สำรวจทั้งการทดลองและในทางทฤษฎีและเผยให้เห็นกลไกของ excitons exciton-polarized ในการตระหนักถึงแหล่งกำเนิดเลเซอร์ต่อเนื่อง submicron การมีเพศสัมพันธ์โฟตอนที่เพิ่มขึ้นใน submicron perovskites ส่งผลให้ดัชนีการหักเหของกลุ่มเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเป็นประมาณ 80 ซึ่งจะเพิ่มโหมดเพิ่มขึ้นอย่างมากเพื่อชดเชยการสูญเสียโหมด นอกจากนี้ยังส่งผลให้แหล่งกำเนิดเลเซอร์ submicron perovskite ที่มีปัจจัยคุณภาพ microcavity ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าและ linewidth ที่แคบลง (รูปที่ 2) กลไกนี้ยังให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ เกี่ยวกับการพัฒนาเลเซอร์ขนาดเล็กและมีเกณฑ์ต่ำตามวัสดุเซมิคอนดักเตอร์อื่น ๆ
รูปที่ 2. กลไกของแหล่งเลเซอร์ย่อยไมครอนโดยใช้ polarizons excitonic
Song Jiepeng นักเรียน Zibo 2020 จากคณะวิชาวิทยาศาสตร์วัสดุและวิศวกรรมของมหาวิทยาลัยปักกิ่งเป็นนักเขียนคนแรกของบทความและมหาวิทยาลัยปักกิ่งเป็นหน่วยแรกของบทความ Zhang Qing และ Xiong Qihua ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Tsinghua เป็นผู้เขียนที่เกี่ยวข้อง งานได้รับการสนับสนุนโดยมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของจีนและมูลนิธิวิทยาศาสตร์ปักกิ่งสำหรับคนหนุ่มสาวที่โดดเด่น
เวลาโพสต์: ก.ย. -12-2566