Пекин университеты перовскит өзлексезлеген аңладылазер чыганагы1 квадрат микроннан кечерәк
Чиптагы оптик тоташтыруның түбән энергия куллану таләбен канәгатьләндерү өчен (<10 fJ бит-1) җайланма мәйданы 1 мкм2 дан ким булган өзлексез лазер чыганагын төзү мөһим. Ләкин, җайланма зурлыгы кимегән саен, оптик һәм материал югалтулары сизелерлек арта, шуңа күрә субмикрон җайланма зурлыгына һәм лазер чыганакларын өзлексез оптик насослауга ирешү бик катлаулы. Соңгы елларда галогенид перовскит материаллары югары оптик көчәйтү һәм уникаль экситон поляритон үзлекләре аркасында өзлексез оптик насослау лазерлары өлкәсендә зур игътибар җәлеп итә. Хәзерге вакытка кадәр хәбәр ителгән перовскит өзлексез лазер чыганакларының җайланма мәйданы әле дә 10 мкм2 дан зуррак, һәм субмикрон лазер чыганакларының барысы да стимуллаштыру өчен югарырак насос энергиясе тыгызлыгы булган импульслы яктылык таләп итә.
Бу чакыруга җавап итеп, Пекин университетының Материаллар фәне һәм инженерия мәктәбеннән Чжан Цин тикшеренү төркеме югары сыйфатлы перовскит субмикрон монокристалл материалларын уңышлы әзерләде, җайланма мәйданы 0,65 мкм2 кадәр булган өзлексез оптик насослау лазер чыганакларына иреште. Шул ук вакытта фотон ачыкланды. Субмикрон өзлексез оптик насослау лазерлау процессында экситон поляритоны механизмы тирәнтен аңлашылды, бу кечкенә зурлыктагы түбән бусагалы ярымүткәргеч лазерларны эшләү өчен яңа идея бирә. "Җайланма мәйданы 1 мкм2 дан ким булган өзлексез дулкынлы насослау перовскит лазерлары" дип аталган тикшеренү нәтиҗәләре күптән түгел Advanced Materials журналында бастырып чыгарылды.
Бу эштә органик булмаган перовскит CsPbBr3 монокристалл микрон бите сапфир субстратында химик пар белән утырту юлы белән әзерләнде. Бүлмә температурасында перовскит экситоннарының тавыш стенасы микрокуышлы фотоннары белән көчле бәйләнеше экситон поляритоны барлыкка китерүгә китергәне күзәтелде. Сызыклыдан сызыклы булмаганга кадәр нурланыш интенсивлыгы, тар сызык киңлеге, нурланыш поляризациясе трансформациясе һәм бусагадагы киңлек когерентлыгы трансформациясе кебек берничә дәлил аша субмикрон зурлыгындагы CsPbBr3 монокристаллының өзлексез оптик помпаланган флуоресценция лазасы расланды, һәм җайланма мәйданы 0,65 мкм2 кадәр түбән. Шул ук вакытта, субмикрон лазер чыганагының бусагасы зур зурлыктагы лазер чыганагы белән чагыштырырлык, хәтта түбәнрәк тә булырга мөмкин булуы ачыкланды (1 нче рәсем).
1 нче рәсем. Оптик рәвештә өзлексез насосланган субмикрон CsPbBr3лазер яктылык чыганагы
Моннан тыш, бу эш эксперименталь һәм теоретик яктан да тикшерелә һәм субмикронлы өзлексез лазер чыганакларын гамәлгә ашыруда экситон-поляризацияләнгән экситоннар механизмын ача. Субмикрон перовскитларында фотон-экситон бәйләнешенең көчәйтелүе төркем сыну күрсәткечен якынча 80 гә кадәр сизелерлек арттыра, бу мод югалтуларын компенсацияләү өчен мод көчәйтүне сизелерлек арттыра. Бу шулай ук югарырак эффектив микрокуышлык сыйфат коэффициенты һәм таррак эмиссия сызыгы киңлеге булган перовскит субмикрон лазер чыганагына китерә (2 нче рәсем). Механизм шулай ук башка ярымүткәргеч материалларга нигезләнгән кечкенә зурлыктагы, түбән бусагалы лазерлар эшләүгә яңа карашлар бирә.
2 нче рәсем. Экситон поляризоны кулланып, микроннан түбән лазер чыганагы механизмы
Пекин университетының Материаллар фәне һәм инженерия мәктәбеннән 2020 елгы Чжибо студенты Сун Цзепен - мәкаләнең беренче авторы, ә Пекин университеты - мәкаләнең беренче бүлеге. Чжан Цин һәм Цинхуа университетының физика профессоры Сюн Цихуа - тиешле авторлар. Эш Кытайның Милли табигать фәннәре фонды һәм Пекинның күренекле яшьләр өчен фәнни фонды тарафыннан хупланды.
Бастырып чыгару вакыты: 2023 елның 12 сентябре