Пекиншкиот универзитет реализираше перовскитен континуиран ласерски извор помал од 1 квадратен микрон

Пекиншкиот универзитет реализираше перовскитен континуумласерски изворпомал од 1 квадратен микрон
Важно е да се конструира континуиран ласерски извор со површина на уредот помала од 1μm2 за да се задоволи барањето за ниска потрошувачка на енергија за оптичка интерконекција на чипот (<10 fJ bit-1). Меѓутоа, како што големината на уредот се намалува, оптичките и материјалните загуби значително се зголемуваат, па затоа постигнувањето на субмикронска големина на уредот и континуирано оптичко пумпање на ласерските извори е исклучително предизвикувачко. Во последниве години, халидните перовскитни материјали добија големо внимание во областа на континуирани оптички пумпани ласери поради нивното високо оптичко засилување и уникатните својства на ексцитон поларитон. Површината на уредот на перовскитните континуирани ласерски извори пријавени досега е сè уште поголема од 10μm2, а сите субмикронски ласерски извори бараат пулсирачка светлина со поголема густина на енергија на пумпата за стимулирање.

Како одговор на овој предизвик, истражувачката група на Џанг Ќинг од Факултетот за наука и инженерство на материјали на Универзитетот во Пекинг успешно подготви висококвалитетни перовскитни субмикронски монокристални материјали за да постигне континуирани оптички пумпни ласерски извори со површина на уредот од само 0,65 μm2. Во исто време, се открива фотонот. Механизмот на екситонскиот поларитон во субмикронскиот континуиран оптички пумпен процес на ласерско зрачење е длабоко разбран, што дава нова идеја за развој на мали полупроводнички ласери со низок праг. Резултатите од студијата, насловена како „Перовскитни ласери со континуиран бран пумпани со површина на уредот под 1 μm2“, неодамна беа објавени во Advanced Materials.

Во оваа работа, неорганскиот перовскитен монокристален микронски лист CsPbBr3 беше подготвен на сафирна подлога со хемиско таложење на пареа. Беше забележано дека силното спојување на перовскитните ексцитони со фотоните на микрошуплината на звучниот ѕид на собна температура резултираше со формирање на ексцитонски поларитон. Преку низа докази, како што се линеарниот до нелинеарниот интензитет на емисија, тесната ширина на линијата, трансформацијата на поларизацијата на емисијата и просторната кохерентна трансформација на прагот, потврден е континуираниот оптички пумпан флуоресцентен ласер на субмикронски монокристал CsPbBr3, а површината на уредот е ниска само 0,65 μm2. Во исто време, беше откриено дека прагот на субмикронскиот ласерски извор е споредлив со оној на големиот ласерски извор, па дури може да биде и помал (Слика 1).

Слика 1. Континуирано оптички пумпан субмикронски CsPbBr3ласерски извор на светлина

Понатаму, оваа работа истражува и експериментално и теоретски, и го открива механизмот на екситон-поларизирани екситони во реализацијата на субмикронски континуирани ласерски извори. Подобреното спојување фотон-екситон кај субмикронските перовскити резултира со значително зголемување на групниот индекс на прекршување на околу 80, што значително го зголемува модното засилување за да се компензира загубата на модот. Ова исто така резултира со перовскитен субмикронски ласерски извор со повисок ефективен фактор на квалитет на микрошуплината и потесна ширина на линијата на емисија (Слика 2). Механизмот, исто така, дава нови сознанија за развојот на мали ласери со низок праг базирани на други полупроводнички материјали.

Слика 2. Механизам на субмикронски ласерски извор со употреба на екситонски поларизони

Сонг Џипенг, студент на „Жибо“ од 2020 година од Факултетот за наука и инженерство на материјали при Универзитетот во Пекинг, е првиот автор на трудот, а Универзитетот во Пекинг е првата единица на трудот. Џанг Ќинг и Сјонг Ќихуа, професор по физика на Универзитетот во Цингхуа, се соодветни автори. Работата е поддржана од Националната фондација за природни науки на Кина и Пекиншката научна фондација за извонредни млади луѓе.