دانشگاه پکن متوجه منبع لیزر مداوم پروسسکیت کوچکتر از 1 میکرون مربع شد

دانشگاه پکینگ به طور مداوم پیروزکیت را تحقق بخشیدمنبع لیزریکوچکتر از 1 میکرون مربع
ساختن یک منبع لیزر مداوم با منطقه دستگاه کمتر از 1μm2 برای برآورده کردن نیاز کم مصرف انرژی از اتصال نوری روی تراشه (<10 FJ Bit-1) مهم است. با این حال ، با کاهش اندازه دستگاه ، تلفات نوری و مواد به میزان قابل توجهی افزایش می یابد ، بنابراین دستیابی به اندازه دستگاه زیر میکرون و پمپاژ نوری مداوم منابع لیزر بسیار چالش برانگیز است. در سالهای اخیر ، مواد هالید پروسكیت به دلیل افزایش نوری زیاد و خواص منحصر به فرد اگزیتون پولایتون ، در زمینه لیزرهای مداوم پمپ نوری مورد توجه گسترده قرار گرفته اند. مساحت دستگاه منابع لیزر مداوم پروسسکیت که تاکنون گزارش شده است ، هنوز بیشتر از 10μm2 است و منابع لیزر زیر میکرون همگی برای تحریک به نور پالس نیاز دارند.

در پاسخ به این چالش ، گروه تحقیقاتی ژانگ چینگ از دانشکده علوم مواد و مهندسی دانشگاه پکینگ با موفقیت مواد کریستالی تک با کیفیت بالا را برای دستیابی به منابع لیزر پمپاژ نوری مداوم با منطقه دستگاه کم 0.65μm2 آماده کرد. در همان زمان ، فوتون آشکار می شود. مکانیسم اگزیتون پولایتون در فرآیند لیزینگ مداوم پمپ نوری که به طور مداوم به صورت نوری پمپ می شود ، عمیقاً درک شده است ، که ایده جدیدی برای توسعه لیزرهای نیمه هادی آستانه کم اندازه کوچک فراهم می کند. نتایج این مطالعه با عنوان "لیزرهای پمپ پمپ پمپ شده پمپ شده با سطح دستگاه زیر 1 میکرومتر مربع" ، اخیراً در مواد پیشرفته منتشر شده است.

در این کار ، ورق میکرون کریستالی Perovskite CSPBBR3 معدنی بر روی بستر یاقوت کبود توسط رسوب بخار شیمیایی تهیه شد. مشاهده شد که اتصال قوی اگزیتون های پروسسکیت با فوتون های میکروکوایت دیواره صدا در دمای اتاق منجر به تشکیل قطبیتون اگزیتونیتونیک می شود. از طریق یک سری شواهد ، مانند شدت انتشار خطی به غیرخطی ، عرض خط باریک ، تحول قطبش انتشار و تحول انسجام مکانی در آستانه ، پیوستگی مداوم فلورسانس پمپ نوری از کریستال به اندازه CSPBBR3 به اندازه زیر میکرون تأیید می شود ، و منطقه دستگاه به اندازه 0.65μmm2 است. در عین حال ، مشخص شد که آستانه منبع لیزر زیر میکرون با منبع لیزر با اندازه بزرگ قابل مقایسه است و حتی می تواند پایین تر باشد (شکل 1).

شکل 1. CSPBBR3 Submicron نوری مداوم پمپ شدهمنبع نور لیزر

علاوه بر این ، این کار به صورت تجربی و تئوری مورد بررسی قرار می گیرد و مکانیسم اگزیتون های اگزیتون-قطبی در تحقق منابع لیزر مداوم زیر میکرون را نشان می دهد. اتصال پیشرفته فوتون-اگزیتون در پروسكیتهای زیر میکرون منجر به افزایش قابل توجهی در ضریب شکست گروه به حدود 80 می شود ، كه به طور قابل توجهی افزایش حالت را برای جبران از دست دادن حالت افزایش می دهد. این همچنین منجر به یک منبع لیزر زیریکرون Perovskite با فاکتور کیفیت میکرواوییت مؤثر و یک خط انتشار باریک تر می شود (شکل 2). این مکانیسم همچنین بینش جدیدی در مورد توسعه لیزرهای کوچک و آستانه کم بر اساس سایر مواد نیمه هادی ارائه می دهد.

شکل 2. مکانیسم منبع لیزر زیر میکرون با استفاده از قطبی های اگزیتونیک

Song Jiepeng ، دانشجوی Zhibo در سال 2020 از دانشکده علوم مواد و مهندسی دانشگاه پکن ، اولین نویسنده مقاله است و دانشگاه پکن اولین واحد مقاله است. ژانگ چینگ و Xiong Qihua ، استاد فیزیک دانشگاه Tsinghua ، نویسندگان مربوطه هستند. این کار توسط بنیاد ملی علوم طبیعی چین و بنیاد علوم پکن برای جوانان برجسته پشتیبانی شد.