Пекин университеті перовскитті үздіксіз жүзеге асырдылазер көзі1 шаршы микроннан аз
Чиптегі оптикалық өзара қосылымның (<10 фДж бит-1) төмен энергия тұтыну талабын қанағаттандыру үшін құрылғының ауданы 1 мкм2-ден аз үздіксіз лазер көзін құру маңызды.Дегенмен, құрылғы өлшемі азайған сайын, оптикалық және материалдық шығындар айтарлықтай артады, сондықтан микроннан төмен құрылғы өлшеміне және лазер көздерін үздіксіз оптикалық айдауға қол жеткізу өте қиын.Соңғы жылдары галогенді перовскит материалдары жоғары оптикалық күшейту мен бірегей экситондық поляритондық қасиеттеріне байланысты үздіксіз оптикалық айдалатын лазерлер саласында үлкен назар аударды.Осы уақытқа дейін хабарланған перовскит үздіксіз лазер көздерінің құрылғы ауданы әлі де 10 мкм2-ден асады және микрон асты лазер көздері ынталандыру үшін сорғы энергиясының тығыздығы жоғары импульстік жарықты қажет етеді.
Осы сынаққа жауап ретінде Пекин университетінің Материалтану және инженерия мектебінен келген Чжан Циннің зерттеу тобы 0,65 мкм2 құрылғы ауданы бар үздіксіз оптикалық айдау лазер көздеріне қол жеткізу үшін жоғары сапалы перовскит субмикронды монокристалды материалдарды сәтті дайындады.Сонымен бірге фотон ашылады.Субмикрондық үздіксіз оптикалық айдалатын лазерлік процесстегі экситондық поляритонның механизмі терең түсініледі, бұл шағын өлшемді төменгі шекті жартылай өткізгіш лазерлерді жасау үшін жаңа идеяны береді.Жуырда Advanced Materials журналында «Құрылғы аумағы 1 мкм2-ден төмен үздіксіз толқынды айдайтын перовскит лазерлері» деп аталатын зерттеу нәтижелері жарияланды.
Бұл жұмыста бейорганикалық перовскит CsPbBr3 монокристалды микрон парағы сапфир субстратында химиялық бу тұндыру арқылы дайындалды.Бөлме температурасында перовскиттік экситондардың дыбыс қабырғасының микроқуысты фотондарымен күшті байланысы экситоникалық поляритонның пайда болуына әкелетіні байқалды.Сызықтық және сызықтық емес эмиссия қарқындылығы, тар сызық ені, эмиссияның поляризациясының трансформациясы және табалдырықтағы кеңістіктік когеренттілік түрленуі сияқты бірқатар дәлелдер арқылы микронша өлшемді CsPbBr3 монокристалының үздіксіз оптикалық айдалатын флуоресценциялық лазері және құрылғы аймағы расталады. 0,65 мкм2 дейін төмен.Сонымен қатар микрон асты лазерлік көздің табалдырығы үлкен өлшемді лазер көзімен салыстыруға болатыны, тіпті одан да төмен болуы мүмкін екендігі анықталды (1-сурет).
Сурет 1. Үздіксіз оптикалық айдалатын субмикрон CsPbBr3лазерлік жарық көзі
Әрі қарай, бұл жұмыс эксперименттік және теориялық тұрғыдан зерттейді және микронды үздіксіз лазер көздерін жүзеге асырудағы экситон-поляризацияланған экситондардың механизмін ашады.Субмикрондық перовскиттерде фотон-қозғыштық қосылысының жақсаруы топтық сыну көрсеткішінің 80-ге дейін айтарлықтай өсуіне әкеледі, бұл режим жоғалуының орнын толтыру үшін режимді арттыруды айтарлықтай арттырады.Бұл сонымен қатар жоғары тиімді микроқуыстық сапа коэффициенті және эмиссия сызығының ені тар перовскит субмикронды лазер көзін береді (2-сурет).Механизм сонымен қатар басқа жартылай өткізгіш материалдар негізінде шағын өлшемді, төменгі шекті лазерлердің дамуы туралы жаңа түсініктер береді.
Сурет 2. Экситоникалық поляризондарды қолданатын субмикронды лазерлік көздің механизмі
Пекин университетінің Материалтану және инженерия мектебінің 2020 жылғы Жибо студенті Сон Цзепэн - мақаланың бірінші авторы, ал Пекин университеті - қағаздың бірінші бірлігі.Чжан Цин және Цинхуа университетінің физика профессоры Сионг Цихуа сәйкес авторлар.Жұмысқа Қытайдың ұлттық жаратылыстану ғылымдары қоры мен Бейжіңдегі көрнекті жастар ғылыми қоры қолдау көрсетті.
Жіберу уақыты: 12 қыркүйек 2023 ж