Универзитет у Пекингу је реализовао перовскит континуирани ласерски извор мањи од 1 квадратног микрона

Пекиншки универзитет реализовао је перовскитни континуитетласерски извормањи од 1 квадратни микрон
Важно је конструисати континуални ласерски извор са површином уређаја мањом од 1 μм2 да би се испунио захтев за ниску потрошњу енергије оптичке интерконекције на чипу (<10 фЈ бит-1).Међутим, како се величина уређаја смањује, оптички и материјални губици се значајно повећавају, тако да је постизање субмикронске величине уређаја и континуирано оптичко пумпање ласерских извора изузетно изазовно.Последњих година, материјали халогеног перовскита су добили велику пажњу у области континуираних оптички пумпаних ласера ​​због њиховог високог оптичког појачања и јединствених својстава поларитона ексцитона.Подручје уређаја перовскитних континуираних ласерских извора који су до сада пријављени још увек је већи од 10 μм2, а сви субмикронски ласерски извори захтевају импулсно светло са већом густином енергије пумпе за стимулацију.

Као одговор на овај изазов, истраживачка група Зханг Кинг-а са Факултета за науку о материјалима и инжењерингу Универзитета у Пекингу успешно је припремила висококвалитетне перовскит субмикронске монокристалне материјале за постизање континуираног оптичког пумпања ласерских извора са површином уређаја од само 0,65 μм2.Истовремено, фотон се открива.Механизам ексцитонског поларитона у субмикронском континуираном оптичком пумпаном ласерском процесу је дубоко схваћен, што даје нову идеју за развој малих полупроводничких ласера ​​ниског прага.Резултати студије под називом „Перовскит ласери са континуираним таласом са површином уређаја испод 1 μм2“ су недавно објављени у Адванцед Материалс.

У овом раду, неоргански перовскит ЦсПбБр3 монокристални микронски лист је припремљен на сафирној подлози хемијским таложењем паре.Уочено је да снажно спајање екситона перовскита са фотонима микрошупљине звучног зида на собној температури доводи до формирања ексцитонског поларитона.Кроз низ доказа, као што су интензитет линеарне до нелинеарне емисије, уска ширина линије, трансформација поларизације емисије и трансформација просторне кохерентности на прагу, потврђена је континуирана оптички пумпана флуоресцентна ласера ​​субмикронске величине ЦсПбБр3 монокристала, а подручје уређаја је само 0,65 μм2.Истовремено, утврђено је да је праг субмикронског ласерског извора упоредив са прагом ласерског извора велике величине, а може бити чак и нижи (слика 1).

Слика 1. Континуирани оптички пумпани субмикрон ЦсПбБр3ласерски извор светлости

Даље, овај рад истражује и експериментално и теоријски, и открива механизам ексцитон-поларизованих екситона у реализацији субмикронских континуираних ласерских извора.Побољшано спајање фотона и ексцитона у субмикронским перовскитима доводи до значајног повећања индекса преламања групе на око 80, што значајно повећава појачање мода да би се компензовао губитак мода.Ово такође резултира субмикронским ласерским извором перовскита са већим ефективним фактором квалитета микрошупљине и ужом ширином линије емисије (Слика 2).Механизам такође пружа нови увид у развој малих ласера ​​ниског прага заснованих на другим полупроводничким материјалима.

Слика 2. Механизам субмикронског ласерског извора коришћењем ексцитонских поларизона

Сонг Јиепенг, студент Зхибо 2020. са Факултета за науку о материјалима и инжењерство Универзитета у Пекингу, први је аутор рада, а Универзитет у Пекингу је прва јединица рада.Зханг Кинг и Ксионг Кихуа, професор физике на Универзитету Тсингхуа, су одговарајући аутори.Рад је подржан од стране Националне фондације за природне науке Кине и Пекиншке научне фондације за изванредне младе људе.