Chuo Kikuu cha Peking kiligundua chanzo cha leza kinachoendelea cha perovskite kidogo kuliko mikroni 1 ya mraba

Chuo Kikuu cha Peking kiligundua perovskite inayoendeleachanzo cha lezandogo kuliko mikroni 1 ya mraba
Ni muhimu kujenga chanzo endelevu cha leza chenye eneo la kifaa chini ya 1μm2 ili kukidhi mahitaji ya chini ya matumizi ya nishati ya muunganisho wa macho kwenye chipu (<10 fJ bit-1). Hata hivyo, kadri ukubwa wa kifaa unavyopungua, hasara za macho na nyenzo huongezeka kwa kiasi kikubwa, kwa hivyo kufikia ukubwa wa kifaa cha micron ndogo na kusukuma macho mfululizo wa vyanzo vya leza ni changamoto kubwa. Katika miaka ya hivi karibuni, vifaa vya halide perovskite vimepokea umakini mkubwa katika uwanja wa leza zinazosukuma macho mfululizo kutokana na faida yao kubwa ya macho na sifa za kipekee za polaritoni ya exciton. Eneo la kifaa cha vyanzo vya leza endelevu vya perovskite vilivyoripotiwa hadi sasa bado ni kubwa kuliko 10μm2, na vyanzo vya leza vya submicron vyote vinahitaji mwanga wa mapigo wenye msongamano mkubwa wa nishati ya pampu ili kuchochea.

Kujibu changamoto hii, kundi la utafiti la Zhang Qing kutoka Shule ya Sayansi ya Vifaa na Uhandisi ya Chuo Kikuu cha Peking lilifanikiwa kuandaa vifaa vya fuwele moja vya perovskite submicron vya ubora wa juu ili kufikia vyanzo vya leza vinavyoendelea vya kusukuma macho vyenye eneo la kifaa la chini kama 0.65μm2. Wakati huo huo, fotoni inafunuliwa. Utaratibu wa polaritoni ya exciton katika mchakato wa kusukuma macho unaoendelea wa submicron unaeleweka kwa undani, ambao hutoa wazo jipya kwa ajili ya ukuzaji wa leza ndogo za semiconductor zenye kizingiti cha chini. Matokeo ya utafiti huo, yenye kichwa "Leza za Perovskite Zinazoendelea Kusukuma Mawimbi Yenye Eneo la Kifaa Chini ya 1μm2," yalichapishwa hivi karibuni katika Vifaa vya Juu.

Katika kazi hii, karatasi ya micron ya fuwele moja ya perovskite CsPbBr3 isiyo ya kikaboni ilitayarishwa kwenye substrate ya yakuti kwa kutumia mvuke wa kemikali. Ilibainika kuwa muunganiko mkubwa wa excitoni za perovskite na fotoni za ukuta wa sauti ndogo kwenye joto la kawaida ulisababisha uundaji wa polaritoni ya excitoni. Kupitia mfululizo wa ushahidi, kama vile kiwango cha uzalishaji wa mstari hadi usio wa mstari, upana mwembamba wa mstari, mabadiliko ya upolarization wa uzalishaji na mabadiliko ya mshikamano wa anga kwenye kizingiti, leso ya mwangaza inayosukumwa kwa macho ya fuwele moja ya CsPbBr3 ndogo imethibitishwa, na eneo la kifaa ni chini ya 0.65μm2. Wakati huo huo, ilibainika kuwa kizingiti cha chanzo cha leza ya submicron kinalingana na kile cha chanzo kikubwa cha leza, na kinaweza hata kuwa chini (Mchoro 1).

Mchoro 1. Submicron inayosukumwa kwa macho inayoendelea CsPbBr3chanzo cha mwanga wa leza

Zaidi ya hayo, kazi hii inachunguza kimajaribio na kinadharia, na inaonyesha utaratibu wa excitons zilizo na polarized exciton katika utambuzi wa vyanzo vya leza endelevu vya submicron. Muunganisho ulioimarishwa wa fotoni-exciton katika perovskites za submicron husababisha ongezeko kubwa la faharisi ya kuakisi ya kikundi hadi takriban 80, ambayo huongeza kwa kiasi kikubwa ongezeko la hali ili kufidia upotevu wa hali. Hii pia husababisha chanzo cha leza ya submicron ya perovskite yenye kipengele cha ubora wa microcavity chenye ufanisi zaidi na upana mdogo wa mstari wa utoaji (Mchoro 2). Utaratibu pia hutoa ufahamu mpya katika ukuzaji wa leza ndogo, zenye kizingiti cha chini kulingana na vifaa vingine vya semiconductor.

Mchoro 2. Utaratibu wa chanzo cha leza ya sub-micron kwa kutumia polarizoni za excitonic

Song Jiepeng, mwanafunzi wa Zhibo wa 2020 kutoka Shule ya Sayansi ya Vifaa na Uhandisi ya Chuo Kikuu cha Peking, ndiye mwandishi wa kwanza wa karatasi hiyo, na Chuo Kikuu cha Peking ndicho kitengo cha kwanza cha karatasi hiyo. Zhang Qing na Xiong Qihua, profesa wa Fizikia katika Chuo Kikuu cha Tsinghua, ndio waandishi wanaolingana. Kazi hiyo iliungwa mkono na Wakfu wa Kitaifa wa Sayansi ya Asili wa China na Wakfu wa Sayansi wa Beijing kwa Vijana Bora.