La Universitat de Peking es va adonar d'un perovskita continuFont làsermenor d'1 micró quadrat
És important construir una font làser contínua amb una àrea de dispositiu inferior a 1 μm2 per complir el requeriment de baix consum d’energia de la interconnexió òptica en xip (<10 FJ Bit-1). No obstant això, a mesura que la mida del dispositiu disminueix, les pèrdues òptiques i de materials augmenten significativament, de manera que aconseguir la mida del dispositiu sub-micron i el bombeig òptic continu de fonts làser és extremadament difícil. En els darrers anys, els materials perovskites d’halogenes han rebut una àmplia atenció en el camp de làsers bombats òpticament continuats a causa del seu elevat guany òptic i propietats úniques de polaritó exciton. L’àrea del dispositiu de fonts làser contínues perovskita reportades fins ara és encara superior a 10 μm2, i les fonts làser submicrons requereixen llum polsada amb una major densitat d’energia de la bomba per estimular -se.
En resposta a aquest repte, el grup de recerca de Zhang Qing de l'Escola de Ciències de Materials i Enginyeria de la Universitat de Pequín va preparar amb èxit materials de cristall únic perovskita de gran qualitat per aconseguir fonts de làser de bombament òptiques contínues amb una àrea de dispositiu fins a 0,65 μm2. Al mateix temps, es revela el fotó. S’entén profundament el mecanisme de Polariton Exciton en el procés de làsing bombat òpticament de submicron, que proporciona una nova idea per al desenvolupament de làsers semiconductors de llindar de mida reduïda. Els resultats de l'estudi, titulats "làsers perovskita bombats per onades contínues amb àrea de dispositiu per sota d'1 μm2", es van publicar recentment en materials avançats.
En aquest treball, es va preparar la fulla de micres de cristall únic perovskita inorgànica CSPBBR3 en substrat de safir mitjançant deposició de vapor químic. Es va observar que el fort acoblament dels excitons perovskita amb els fotons de microcavitat de la paret sonora a temperatura ambient va donar lloc a la formació de polariton excitònic. Mitjançant una sèrie d’evidències, com la intensitat d’emissió lineal a no lineal, l’amplada de la línia estreta, la transformació de polarització d’emissions i la transformació de coherència espacial al llindar, es confirma la fluorescència de la fluorescència de sub-micres de forma òptima i la zona del dispositiu és de 0,65 μm2. Al mateix temps, es va trobar que el llindar de la font làser submicron és comparable al de la font làser de mida gran i fins i tot pot ser inferior (figura 1).
Figura 1. CSPBBR3 de submicró bombat òpticament continuatFont de llum làser
A més, aquest treball explora tant experimentalment com teòricament i revela el mecanisme dels excitons polaritzats en excitó en la realització de fonts làser contínues submicron. L’acoblament millorat de fotons-excitons en perovskites submicrons dóna lloc a un augment significatiu de l’índex de refracció del grup a uns 80, cosa que augmenta substancialment el guany de mode per compensar la pèrdua de mode. Això també es tradueix en una font làser de submicron perovskita amb un factor de qualitat de microcavitat més elevat i una amplada de línia d’emissions més estreta (figura 2). El mecanisme també proporciona noves visions sobre el desenvolupament de làsers de mida petita i de baix llindar basades en altres materials de semiconductors.
Figura 2. Mecanisme de la font làser sub-micron mitjançant polaritzons excitònics
Song Jiepeng, estudiant de Zhibo 2020 de l'Escola de Ciències de Materials i Enginyeria de la Universitat de Pequín, és el primer autor del treball, i la Universitat de Pequín és la primera unitat del treball. Zhang Qing i Xiong Qihua, professor de física de la Universitat de Tsinghua, són els autors corresponents. El treball va comptar amb el suport de la National Natural Science Foundation de la Xina i de la Beijing Science Foundation per a joves destacats.
Hora de publicació: 12 de setembre de 2013