Универзитетот во Пекинг реализира перовскит континуиран ласерски извор помал од 1 квадратен микрон

Пекиншкиот универзитет реализира перовскитски континуиранласерски изворпомал од 1 квадратен микрон
Важно е да се конструира континуиран ласерски извор со површина на уредот помала од 1μm2 за да се задоволат барањата за ниска потрошувачка на енергија за оптичка интерконекција на чипот (<10 fJ бит-1). Меѓутоа, како што се намалува големината на уредот, оптичките и материјалните загуби значително се зголемуваат, така што постигнувањето на големината на уредот под микрофон и континуираното оптичко пумпање на ласерските извори е исклучително предизвик. Во последниве години, материјалите од халид перовскит добија големо внимание на полето на континуирано оптички пумпани ласери поради нивната висока оптичка добивка и уникатните ексцитонски поларитон својства. Областа на уредот на перовскитните континуирани ласерски извори пријавени досега е сè уште поголема од 10μm2, а субмикронските ласерски извори бараат импулсна светлина со поголема густина на енергија на пумпата за да се стимулираат.

Како одговор на овој предизвик, истражувачката група на Џанг Кинг од Факултетот за наука и инженерство за материјали на Универзитетот во Пекинг успешно подготви висококвалитетни перовскитни субмикронски еднокристални материјали за да се постигнат извори на ласер со континуирано оптичко пумпање со површина на уредот до 0,65 μm2. Во исто време, фотонот се открива. Механизмот на ексцитонскиот поларитон во субмикронскиот континуиран оптички пумпан процес на ласирање е длабоко разбран, што дава нова идеја за развој на мали полупроводнички ласери со низок праг. Резултатите од студијата, насловени како „Перовскит ласери со непрекинат бран пумпа со површина на уредот под 1 μm2“, неодамна беа објавени во Advanced Materials.

Во оваа работа, неорганскиот перовскит CsPbBr3 еднокристален микрон лист беше подготвен на супстрат од сафир со хемиско таложење на пареа. Беше забележано дека силното спојување на ексцитоните на перовскит со фотоните на микрошуплината на звучниот ѕид на собна температура резултираше со формирање на ексцитонски поларитон. Преку низа докази, како што се интензитетот на линеарна до нелинеарна емисија, тесна ширина на линијата, трансформација на поларизација на емисијата и трансформација на просторна кохерентност на прагот, се потврдува континуираната оптички пумпана флуоресцентна лента на CsPbBr3 со подмикронска големина, и областа на уредот е дури 0,65μm2. Во исто време, беше откриено дека прагот на субмикронскиот ласерски извор е споредлив со оној на ласерскиот извор со голема големина, па дури може да биде и помал (Слика 1).

Слика 1. Континуирано оптички пумпа подмикрон CsPbBr3ласерски извор на светлина

Понатаму, оваа работа истражува и експериментално и теоретски и го открива механизмот на ексцитонски поларизирани ексцитони во реализацијата на субмикронски континуирани ласерски извори. Засиленото спојување фотон-ексцитон кај субмикронските перовскити резултира со значително зголемување на групниот индекс на рефракција до околу 80, што значително го зголемува засилувањето на режимот за да се компензира загубата на режимот. Ова, исто така, резултира со перовскит субмикронски ласерски извор со повисок ефективен фактор на квалитет на микрошуплина и потесна ширина на емисиите (Слика 2). Механизмот, исто така, дава нови сознанија за развојот на ласери со мала големина и низок праг врз основа на други полупроводнички материјали.

Слика 2. Механизам на суб-микронски ласерски извор со користење на ексцитонски поларизони

Сонг Џипенг, студент на Жибо од 2020 година од Факултетот за наука и инженерство за материјали на Универзитетот во Пекинг, е првиот автор на трудот, а Универзитетот во Пекинг е првата единица на трудот. Џанг Кинг и Ксионг Кихуа, професор по физика на Универзитетот Цингхуа, се соодветните автори. Работата беше поддржана од Националната природна научна фондација на Кина и Пекинг научната фондација за извонредни млади луѓе.