Háskólinn í Peking gerði sér grein fyrir perovskite samfelldri leysigjafa sem er minni en 1 fermíkron

Peking University áttaði sig á perovskite samfelldaleysir uppsprettaminni en 1 fermíkron
Mikilvægt er að smíða samfellda leysigjafa með búnaðarsvæði sem er minna en 1μm2 til að mæta lítilli orkunotkunarþörf um ljóssamtengingu á flís (<10 fJ bit-1). Hins vegar, eftir því sem stærð tækisins minnkar, eykst sjón- og efnistap verulega, svo það er afar krefjandi að ná undir-míkróna tækjastærð og stöðugri sjóndælingu leysigjafa. Á undanförnum árum hafa halíð peróskít efni fengið mikla athygli á sviði samfelldra ljósdælna leysigeisla vegna mikillar sjónræns ávinnings og einstakra exciton skautunareiginleika. Tækjaflatarmál samfelldra leysigjafa perovskít sem greint hefur verið frá hingað til er enn stærra en 10μm2 og undirmíkróna leysigjafar þurfa allir púlsað ljós með hærri dæluorkuþéttleika til að örva.

Til að bregðast við þessari áskorun útbjó rannsóknarhópur Zhang Qing frá Efnavísinda- og verkfræðideild Peking háskólans hágæða peróskít undirmíkróna einskristal efni til að ná samfelldum ljósdæluleysisgjöfum með tækjasvæði eins lágt og 0,65μm2. Á sama tíma kemur ljóseindin í ljós. Vélbúnaður örvunarskautunar í undirmíkróna samfelldu ljósdælu leysirferli er djúpt skilinn, sem gefur nýja hugmynd um þróun lítillar stærðar lágþröskulds hálfleiðara leysira. Niðurstöður rannsóknarinnar, sem ber titilinn „Continuous Wave Pumped Perovskite Lasers with Device Area Below 1 μm2,“ voru nýlega birtar í Advanced Materials.

Í þessari vinnu var ólífræna peróskít CsPbBr3 einkristal míkron lakið útbúið á safír undirlag með efnagufuútfellingu. Það kom fram að sterk tenging peróskítörva við hljóðvegg örholaljóseindir við stofuhita leiddi til myndunar áspennandi skautunar. Með röð af sönnunargögnum, svo sem línulegri til ólínulegri losunarstyrk, þröngri línubreidd, losunarskautun umbreytingu og staðbundinni samhengi umbreytingu við þröskuld, er samfelld ljósdælt flúrljómunarlasa CsPbBr3 einkristals undir míkróna stærð staðfest og svæði tækisins. er allt niður í 0,65μm2. Á sama tíma kom í ljós að þröskuldur undirmíkróna leysigjafans er sambærilegur við stóra leysigjafann og getur jafnvel verið lægri (Mynd 1).

Mynd 1. Stöðugt optískt dælt undirmíkron CsPbBr3leysir ljósgjafi

Ennfremur, þetta verk kannar bæði tilraunalega og fræðilega, og leiðir í ljós hvernig örvunarskautað örvun er til staðar við framkvæmd samfelldra leysigjafa undir míkróna. Aukin ljóseinda-örvunartenging í undirmíkróna peróskítum leiðir til marktækrar aukningar á brotstuðul hópsins í um það bil 80, sem eykur verulega ávinninginn til að bæta upp hamstapið. Þetta leiðir einnig til perovskít undirmíkróna leysigjafa með hærri virkum gæðastuðli örhola og þrengri losunarlínubreidd (Mynd 2). Vélbúnaðurinn veitir einnig nýja innsýn í þróun lítilla, lágþröskulda leysigeisla byggða á öðrum hálfleiðaraefnum.

Mynd 2. Vélbúnaður undir-míkróna leysigjafa með því að nota excitonic skaut

Song Jiepeng, 2020 Zhibo nemandi frá School of Materials Science and Engineering Peking University, er fyrsti höfundur greinarinnar og Peking University er fyrsta eining blaðsins. Zhang Qing og Xiong Qihua, prófessor í eðlisfræði við Tsinghua háskóla, eru samsvarandi höfundar. Verkið var stutt af National Natural Science Foundation of China og Beijing Science Foundation for Outstanding Young People.