L'università di Pechino ha realizzato un perovskite continuofonte laserpiù piccolo di 1 micron quadrato
È importante costruire una sorgente laser continua con un'area del dispositivo inferiore a 1 μm2 per soddisfare il basso requisito di consumo di energia di interconnessione ottica su chip (<10 Bit-1 FJ). Tuttavia, man mano che la dimensione del dispositivo diminuisce, le perdite ottiche e materiali aumentano significativamente, quindi ottenere la dimensione del dispositivo sub-micron e il pompaggio ottico continuo delle fonti laser è estremamente impegnativo. Negli ultimi anni, i materiali per perovskite alluidi hanno ricevuto una vasta attenzione nel campo dei laser a pompata otticamente continua a causa del loro elevato guadagno ottico e delle proprietà uniche di Polariton Ecciton. L'area del dispositivo delle fonti laser continue perovskite riportate finora è ancora maggiore di 10 μm2 e le fonti laser submicroniche richiedono tutte la luce pulsata con una maggiore densità di energia della pompa da stimolare.
In risposta a questa sfida, il gruppo di ricerca di Zhang Qing della School of Materials Science and Engineering of Peking University ha preparato con successo materiali a singolo cristallo per perovskite per la perovskite per ottenere fonti laser a pompaggio ottico continue con un'area del dispositivo a partire da 0,65 μm2. Allo stesso tempo, il fotone viene rivelato. È profondamente compreso il meccanismo del polarione di eccitonio nel processo di lasing a pompaggio otticamente continuo con submicroni, il che fornisce una nuova idea per lo sviluppo di laser a semiconduttore a bassa soglia a bassa soglia. I risultati dello studio, intitolato "Laser per perovskite pompati a onde continue con area del dispositivo inferiore a 1 μm2", sono stati recentemente pubblicati in materiali avanzati.
In questo lavoro, il foglio micron a cristallo singolo per perovskite inorganico è stato preparato sul substrato di zaffiro mediante deposizione di vapore chimico. È stato osservato che il forte accoppiamento di eccitoni di perovskite con i fotoni di microcavità della parete sonora a temperatura ambiente ha portato alla formazione di polaritone eccitonico. Attraverso una serie di prove, come intensità di emissione lineare a non lineare, larghezza della linea stretta, trasformazione di polarizzazione di emissione e trasformazione della coerenza spaziale alla soglia, la lasa di fluorescenza continua a pompato otticamente del singolo cristallo CSPBBR3 di dimensioni sub-micron viene confermata Allo stesso tempo, è stato scoperto che la soglia della sorgente laser submicron è paragonabile a quella della sorgente laser di grandi dimensioni e può persino essere inferiore (Figura 1).
Figura 1. Submicron cspbbr3 continuo con pompata otticamentesorgente di luce laser
Inoltre, questo lavoro esplora sia sperimentalmente che teoricamente e rivela il meccanismo di eccitoni polarizzati dall'eccitone nella realizzazione delle fonti laser continue del sottomicroni. L'accoppiamento migliorato di fotone-exciton nei perovskiti submicronici comporta un aumento significativo dell'indice di rifrazione di gruppo a circa 80, il che aumenta sostanzialmente il guadagno della modalità per compensare la perdita di modalità. Ciò si traduce anche in una sorgente laser al sottomicron per perovskite con un fattore di qualità di microcavità efficace più elevato e una larghezza di linea di emissione più ristretta (Figura 2). Il meccanismo fornisce anche nuove intuizioni sullo sviluppo di laser a bassa soglia di piccole dimensioni basati su altri materiali a semiconduttore.
Figura 2. Meccanismo della sorgente laser sub-micron usando polarizoni eccitonici
Song Jiepeng, uno studente di Zhibo del 2020 della School of Materials Science and Engineering of Peching University, è il primo autore di The Paper, e l'Università di Pechino è la prima unità del giornale. Zhang Qing e Xiong Qihua, professore di fisica all'Università di Tsinghua, sono gli autori corrispondenti. Il lavoro è stato supportato dalla National Natural Science Foundation of China e dalla Pechino Science Foundation per i giovani eccezionali.
Tempo post: settembre-12-2023