Universiteti Peking realizoi një perovskite të vazhdueshmeburim lazermë i vogël se 1 mikron katror
Shtë e rëndësishme të ndërtoni një burim të vazhdueshëm lazer me një zonë të pajisjes më pak se 1 μm2 për të përmbushur kërkesën e ulët të konsumit të energjisë së ndërlidhjes optike në chip (<10 FJ BIT-1). Sidoqoftë, ndërsa madhësia e pajisjes zvogëlohet, humbjet optike dhe materiale rriten ndjeshëm, kështu që arritja e madhësisë së pajisjes nën mikron dhe pompimi i vazhdueshëm optik i burimeve lazer është jashtëzakonisht sfiduese. Vitet e fundit, materialet halide perovskite kanë marrë vëmendje të gjerë në fushën e lazerëve të pompuar optikisht të vazhdueshëm për shkak të përfitimit të tyre të lartë optik dhe vetive unike të eksitonit Polariton. Zona e pajisjes së burimeve lazer të vazhdueshme të perovskitit të raportuara deri më tani është akoma më e madhe se 10 μm2, dhe burimet lazer submikron të gjitha kërkojnë dritë pulsuese me densitet më të lartë të energjisë së pompës për të stimuluar.
Në përgjigje të kësaj sfide, grupi hulumtues i Zhang Qing nga Shkolla e Shkencës së Materialeve dhe Inxhinierisë së Universitetit Peking përgatiti me sukses materiale të vetme kristal të nënmikronit me cilësi të lartë perovskite për të arritur burime lazer të vazhdueshëm optik të pompimit me një zonë të pajisjes aq të ulët sa 0.65 μm2. Në të njëjtën kohë, fotoni zbulohet. Mekanizmi i Exciton Polariton në procesin e lazës së pompuar optikisht të vazhdueshëm është kuptuar thellë, i cili siguron një ide të re për zhvillimin e lazerëve gjysmëpërçues të pragut të ulët me madhësi të vogël. Rezultatet e studimit, të titulluar "Lasers të vazhdueshëm të pompuar të valës së pompuar me zona të pajisjes nën 1 μm2", u botuan kohët e fundit në Materiale të Avancuara.
Në këtë punë, fleta e vetme e kristalit inorganik perovskite CSPBBR3 Crystal Micron u përgatit në substratin e safirit nga depozitimi kimik i avullit. Shtë vërejtur që bashkimi i fortë i eksitoneve perovskite me fotonet e mikrokavitetit të murit të zërit në temperaturën e dhomës rezultoi në formimin e polaritonit eksitonik. Përmes një seri të dëshmive, të tilla si intensiteti linear në jolinear i emetimit, gjerësia e ngushtë e linjës, transformimi i polarizimit të emetimeve dhe transformimi i koherencës hapësinore në prag, konfirmohet laza e vazhdueshme e pompuar optike e fluoreshencës së kristalit të vetëm CSPBBR3 me madhësi nën mikron, dhe zona e pajisjes është aq e ulët sa 0.65 μM2. Në të njëjtën kohë, u zbulua se pragu i burimit lazer nënujor është i krahasueshëm me atë të burimit lazer me madhësi të madhe, dhe madje mund të jetë më e ulët (Figura 1).
Figura 1. Nënshkrimi i vazhdueshëm i pompuar optikisht CSPBBR3burimi i dritës lazer
Më tej, kjo punë eksploron si në mënyrë eksperimentale ashtu edhe teorikisht, dhe zbulon mekanizmin e eksitoneve të polarizuara eksiton në realizimin e burimeve lazer të vazhdueshëm nënmikron. Bashkimi i përmirësuar i fotonit-eksciton në perovskites submikron rezulton në një rritje të konsiderueshme në indeksin e refraktimit të grupit në rreth 80, gjë që rrit ndjeshëm fitimin e modës për të kompensuar humbjen e modalitetit. Kjo gjithashtu rezulton në një burim lazer submikron perovskite me një faktor më të lartë efektiv të cilësisë së mikrokavitetit dhe një gjerësi të ngushtë të emetimit (Figura 2). Mekanizmi gjithashtu siguron një pasqyrë të re për zhvillimin e lazerëve me madhësi të vogël, me prag të ulët bazuar në materiale të tjera gjysmëpërçuese.
Figura 2. Mekanizmi i burimit lazer nën-mikron duke përdorur polarizon eksitonik
Song Jiepeng, një student i vitit 2020 Zhibo nga Shkolla e Shkencës së Materialeve dhe Inxhinierisë së Universitetit Peking, është autori i parë i punimit, dhe Universiteti Peking është njësia e parë e punimit. Zhang Qing dhe Xiong Qihua, profesor i fizikës në Universitetin Tsinghua, janë autorët përkatës. Puna u mbështet nga Fondacioni Kombëtar i Shkencave Natyrore të Kinës dhe Fondacioni i Shkencave të Pekinit për të rinjtë e shquar.
Koha e Postimit: Shtator-12-2023