Chuo Kikuu cha Peking kiligundua chanzo cha laser kinachoendelea kidogo kuliko 1 mraba micron

Chuo Kikuu cha Peking kiligundua kuendelea kwa perovskiteChanzo cha laserndogo kuliko 1 mraba micron
Ni muhimu kujenga chanzo kinachoendelea cha laser na eneo la kifaa chini ya 1μm2 kukidhi mahitaji ya matumizi ya chini ya nishati ya unganisho la macho ya On-Chip (<10 FJ bit-1). Walakini, kadiri ukubwa wa kifaa unavyopungua, upotezaji wa macho na nyenzo huongezeka sana, kwa hivyo kufikia ukubwa wa kifaa kidogo cha micron na kusukuma macho kwa vyanzo vya laser ni changamoto sana. Katika miaka ya hivi karibuni, vifaa vya halide perovskite vimepokea umakini mkubwa katika uwanja wa lasers zinazoendelea zilizosukuma kwa sababu ya faida yao ya juu na mali ya kipekee ya polariton. Sehemu ya kifaa cha perovskite vyanzo vya laser inayoendelea iliyoripotiwa hadi sasa bado ni kubwa kuliko 10μm2, na vyanzo vya laser vya submicron zote zinahitaji taa iliyo na nguvu ya juu ya nishati ya pampu ili kuchochea.

Kujibu changamoto hii, kikundi cha utafiti cha Zhang Qing kutoka Shule ya Sayansi ya Vifaa na Uhandisi wa Chuo Kikuu cha Peking kiliandaa vizuri vifaa vya juu vya hali ya juu ya Perovskite ili kufikia vyanzo vya laser vya kusukuma macho na eneo la chini kama 0.65μm2. Wakati huo huo, Photon inafunuliwa. Utaratibu wa polariton ya msisimko katika mchakato unaoendelea wa kusukuma kwa nguvu unaeleweka sana, ambayo hutoa wazo mpya kwa maendeleo ya lasers ndogo ya kiwango cha chini cha semiconductor. Matokeo ya utafiti huo, uliopewa jina la "Kuendelea kwa wimbi la kusukuma perovskite na eneo la kifaa chini ya 1 μm2," zilichapishwa hivi karibuni katika vifaa vya hali ya juu.

Katika kazi hii, karatasi ya isokaboni ya perovskite CSPBBR3 iliandaliwa kwenye sehemu ndogo ya sapphire na uwekaji wa kemikali. Ilibainika kuwa kuunganishwa kwa nguvu kwa msisimko wa perovskite na picha za sauti ndogo ya ukuta kwenye joto la kawaida ilisababisha malezi ya polariton ya kupendeza. Kupitia safu ya ushahidi, kama vile mstari kwa nguvu ya uzalishaji usio na usawa, upana wa laini, mabadiliko ya polarization ya uzalishaji na mabadiliko ya mshikamano wa anga katika kizingiti, endelevu ya kusukuma fluorescence ya kiwango cha chini cha ukubwa wa CSPBBR3 imethibitishwa, na eneo la kifaa ni chini kama 0.65μM2. Wakati huo huo, iligundulika kuwa kizingiti cha chanzo cha laser ya submicron ni sawa na ile ya chanzo kubwa cha laser, na inaweza kuwa chini (Mchoro 1).

Kielelezo 1. Kuendelea kusukuma submicron CSPBBR3Chanzo cha taa ya laser

Zaidi ya hayo, kazi hii inachunguza kwa majaribio na kinadharia, na inaonyesha utaratibu wa msisimko wa polarized katika utambuzi wa vyanzo vya laser vya submicron. Upatanishi wa upigaji picha ulioimarishwa katika submicron perovskites husababisha ongezeko kubwa la faharisi ya kikundi cha kuakisi hadi 80, ambayo huongeza sana faida ya modi kulipia upotezaji wa hali. Hii pia husababisha chanzo cha laser cha perovskite submicron na sababu ya ubora wa juu wa microcavity na laini nyembamba ya uzalishaji (Mchoro 2). Utaratibu huo pia hutoa ufahamu mpya katika ukuzaji wa ukubwa mdogo, lasers za kizingiti kulingana na vifaa vingine vya semiconductor.

Kielelezo 2. Utaratibu wa Chanzo cha Laser ndogo ya Micron Kutumia Polarizons za Excitonic

Wimbo Jiepeng, mwanafunzi wa 2020 ZBIBO kutoka Shule ya Sayansi na Uhandisi wa Chuo Kikuu cha Peking, ndiye mwandishi wa kwanza wa karatasi hiyo, na Chuo Kikuu cha Peking ndio sehemu ya kwanza ya karatasi. Zhang Qing na Xiong Qihua, profesa wa fizikia katika Chuo Kikuu cha Tsinghua, ndio waandishi wanaolingana. Kazi hiyo iliungwa mkono na Shirika la Kitaifa la Sayansi ya Asili ya Uchina na Kituo cha Sayansi cha Beijing kwa vijana bora.