L-Università ta' Peking wettaq perovskite kontinwusors tal-lejżeriżgħar minn mikron kwadru wieħed
Huwa importanti li tinbena sors ta' laser kontinwu b'erja ta' apparat inqas minn 1μm2 biex jintlaħaq ir-rekwiżit ta' konsum baxx ta' enerġija ta' interkonnessjoni ottika on-chip (<10 fJ bit-1). Madankollu, hekk kif id-daqs tal-apparat jonqos, it-telf ottiku u tal-materjal jiżdied b'mod sinifikanti, għalhekk il-kisba ta' daqs ta' apparat sub-mikron u l-ippumpjar ottiku kontinwu ta' sorsi ta' laser hija estremament ta' sfida. Fi snin reċenti, il-materjali tal-alid perovskite rċevew attenzjoni estensiva fil-qasam tal-lejżers ippumpjati ottikament kontinwi minħabba l-qligħ ottiku għoli tagħhom u l-proprjetajiet uniċi ta' polariton tal-eċiton. L-erja tal-apparat tas-sorsi kontinwi tal-lejżer perovskite rrappurtati s'issa għadha akbar minn 10μm2, u s-sorsi tal-lejżer submikron kollha jeħtieġu dawl pulsat b'densità ta' enerġija tal-ippumpjar ogħla biex jistimulaw.
Bi tweġiba għal din l-isfida, il-grupp ta’ riċerka ta’ Zhang Qing mill-Iskola tax-Xjenza u l-Inġinerija tal-Materjali tal-Università ta’ Peking ħejja b’suċċess materjali ta’ kristall wieħed submikron perovskite ta’ kwalità għolja biex jikseb sorsi ta’ lejżer ippumpjat ottiku kontinwu b’erja ta’ apparat baxxa daqs 0.65μm2. Fl-istess ħin, il-foton ġie żvelat. Il-mekkaniżmu tal-polariton exciton fil-proċess ta’ lejżer ippumpjat ottikament kontinwu submikron huwa mifhum sew, u dan jipprovdi idea ġdida għall-iżvilupp ta’ lejżers semikondutturi ta’ daqs żgħir b’limitu baxx. Ir-riżultati tal-istudju, intitolat “Lejżers Perovskite Ippumpjati b’Mewġa Kontinwa b’Żona ta’ Apparat Taħt 1 μm2,” ġew ippubblikati reċentement f’Advanced Materials.
F'dan ix-xogħol, il-folja tal-mikron ta' kristall wieħed tal-perovskite inorganiku CsPbBr3 ġiet ippreparata fuq sottostrat taż-żaffir permezz ta' depożizzjoni kimika tal-fwar. Ġie osservat li l-akkoppjar qawwi tal-eċċitoni tal-perovskite mal-fotoni tal-mikrokavità tal-ħajt tal-ħoss f'temperatura tal-kamra rriżulta fil-formazzjoni ta' polariton eċitoniku. Permezz ta' serje ta' evidenza, bħal intensità ta' emissjoni lineari għal mhux lineari, wisa' tal-linja dejqa, trasformazzjoni tal-polarizzazzjoni tal-emissjoni u trasformazzjoni tal-koerenza spazjali fil-limitu, il-lase tal-fluworexxenza ppumpjata ottikament kontinwa ta' kristall wieħed CsPbBr3 ta' daqs sub-mikron hija kkonfermata, u ż-żona tal-apparat hija baxxa daqs 0.65μm2. Fl-istess ħin, instab li l-limitu tas-sors tal-lejżer submikron huwa komparabbli ma' dak tas-sors tal-lejżer ta' daqs kbir, u jista' saħansitra jkun aktar baxx (Figura 1).
Figura 1. CsPbBr3 submikron ippumpjat ottikament kontinwamentsors tad-dawl bil-lejżer
Barra minn hekk, dan ix-xogħol jesplora kemm sperimentalment kif ukoll teoretikament, u jiżvela l-mekkaniżmu tal-eċċitoni polarizzati mill-eċċiton fir-realizzazzjoni ta' sorsi tal-lejżer kontinwi submikron. L-akkoppjar imtejjeb tal-foton-eċċiton fil-perovskiti submikron jirriżulta f'żieda sinifikanti fl-indiċi refrattiv tal-grupp għal madwar 80, li jżid sostanzjalment il-qligħ tal-modalità biex jikkumpensa għat-telf tal-modalità. Dan jirriżulta wkoll f'sors tal-lejżer submikron perovskit b'fattur ta' kwalità tal-mikrokavità effettiva ogħla u wisa' tal-linja ta' emissjoni idjaq (Figura 2). Il-mekkaniżmu jipprovdi wkoll għarfien ġdid dwar l-iżvilupp ta' lejżers ta' daqs żgħir u b'limitu baxx ibbażati fuq materjali semikondutturi oħra.
Figura 2. Mekkaniżmu ta' sors ta' laser sub-mikron bl-użu ta' polarizoni eċitoniċi
Song Jiepeng, student tal-Zhibo tal-2020 mill-Iskola tax-Xjenza u l-Inġinerija tal-Materjali tal-Università ta' Peking, huwa l-ewwel awtur tal-karta, u l-Università ta' Peking hija l-ewwel unità tal-karta. Zhang Qing u Xiong Qihua, professur tal-Fiżika fl-Università ta' Tsinghua, huma l-awturi korrispondenti. Ix-xogħol kien appoġġjat mill-Fondazzjoni Nazzjonali tax-Xjenza Naturali taċ-Ċina u l-Fondazzjoni tax-Xjenza ta' Beijing għal Żgħażagħ Eċċellenti.
Ħin tal-posta: 12 ta' Settembru 2023