პეკინგის უნივერსიტეტმა გააცნობიერა პეროვსკიტის უწყვეტილაზერული წყარო1 კვადრატულ მიკრონზე პატარა
მნიშვნელოვანია ლაზერული უწყვეტი წყაროს აშენება მოწყობილობის ფართობზე ნაკლები 1μm2, რათა დააკმაყოფილოს ენერგიის მოხმარების დაბალი მოთხოვნილება ON-CHIP ოპტიკური ურთიერთკავშირის (<10 FJ Bit-1). ამასთან, როგორც მოწყობილობის ზომა მცირდება, ოპტიკური და მატერიალური დანაკარგები მნიშვნელოვნად იზრდება, ამიტომ მიკრონული მოწყობილობის ზომისა და ლაზერული წყაროების უწყვეტი ოპტიკური ტუმბოს მიღწევა უკიდურესად რთულია. ბოლო წლების განმავლობაში, ჰალოიდ პეროვსკიტის მასალებმა დიდი ყურადღება მიიპყრო უწყვეტი ოპტიკურად ტუმბოს ლაზერების სფეროში, მათი მაღალი ოპტიკური მოგების და უნიკალური ექსკიტონის პოლარიტონის თვისებების გამო. პეროვსკიტის უწყვეტი ლაზერული წყაროების მოწყობილობის არეალი ჯერ კიდევ უფრო მეტია, ვიდრე 10μm2, ხოლო სუბმიკრონის ლაზერული წყაროები ყველა მოითხოვს პულსირებულ შუქს უფრო მაღალი ტუმბოს ენერგიის სიმკვრივით სტიმულირებისთვის.
ამ გამოწვევის საპასუხოდ, ჟანგ ქინგის კვლევითი ჯგუფი მასალების სკოლიდან პეკინგის უნივერსიტეტის მეცნიერებისა და ინჟინერიის წარმატებით მოამზადა მაღალი ხარისხის პეროვსკიტის სუბმიკრონის ერთჯერადი კრისტალური მასალები, რათა მიაღწიოს უწყვეტი ოპტიკური სატუმბი ლაზერული წყაროების მოწყობილობის ფართს, როგორც დაბალი 0.65μm2. ამავე დროს, ფოტონი ვლინდება. ექსკიტონ პოლარიტონის მექანიზმი სუბმიკრონში უწყვეტი ოპტიკურად ტუმბოს ლაზინგის პროცესში ღრმად არის გაგებული, რაც ახალ იდეას იძლევა მცირე ზომის დაბალი ბარიერის ნახევარგამტარული ლაზერების განვითარებისათვის. კვლევის შედეგები, სახელწოდებით "უწყვეტი ტალღის ტუმბო პეროვსკიტის ლაზერები, მოწყობილობის ფართობით 1 μm2- ზე ქვემოთ", ახლახან გამოქვეყნდა მოწინავე მასალებში.
ამ ნაშრომში, არაორგანული პეროვსკიტის CSPBBR3 ერთჯერადი ბროლის მიკრონის ფურცელი მომზადდა საფირონის სუბსტრატზე ქიმიური ორთქლის დეპონირებით. დაფიქსირდა, რომ პეროვსკიტის აგზნების ძლიერი დაწყვილება ხმის კედლის მიკროტალღოვანი ფოტონებით ოთახის ტემპერატურაზე, გამოიწვია აგზიტონური პოლარიტონის წარმოქმნა. მთელი რიგი მტკიცებულებებით, მაგალითად, ხაზოვანი, არაწრფივი ემისიის ინტენსივობის, ვიწრო ხაზის სიგანე, ემისიის პოლარიზაციის ტრანსფორმაცია და სივრცითი თანმიმდევრულობის ტრანსფორმაცია ზღურბალზე, ქვე-მიკრონის ზომის CSPBBR3 ცალკეული ბროლის უწყვეტი ოპტიკურად ტუმბოს ფლუორესცენტული ლაშქრობა დადასტურებულია და მოწყობილობის არეალი ისეთივე დაბალია, როგორც 0.65μm2. ამავდროულად, გაირკვა, რომ სუბმიკრონის ლაზერული წყაროს ბარიერი შედარებულია დიდი ზომის ლაზერული წყაროსთან და შეიძლება უფრო დაბალი იყოს (სურათი 1).
სურათი 1. უწყვეტი ოპტიკურად ტუმბოს სუბმიკრონი CSPBBR3ლაზერული შუქის წყარო
გარდა ამისა, ეს ნაშრომი იკვლევს როგორც ექსპერიმენტულად, ასევე თეორიულად და ავლენს ექსკიტონ-პოლარიზებული აგზნების მექანიზმს სუბმიკრონის უწყვეტი ლაზერული წყაროების რეალიზაციაში. Submicron Perovskites- ში გაძლიერებული ფოტონ-ეგზიტონის დაწყვილება იწვევს ჯგუფის რეფრაქციული ინდექსის მნიშვნელოვან ზრდას დაახლოებით 80-მდე, რაც არსებითად ზრდის რეჟიმის მოგებას, რათა კომპენსაცია მოახდინოს რეჟიმის დაკარგვისთვის. ეს ასევე იწვევს პეროვსკიტის სუბმიკრონის ლაზერულ წყაროს, რომელსაც აქვს უფრო ეფექტური მიკროტალღის ხარისხის ფაქტორი და ვიწრო ემისიის ხაზით (სურათი 2). ეს მექანიზმი ასევე იძლევა ახალ წარმოდგენებს მცირე ზომის, დაბალი ბარიერი ლაზერების განვითარების შესახებ, სხვა ნახევარგამტარული მასალების საფუძველზე.
სურათი 2. ქვე-მიკრონის ლაზერული წყაროს მექანიზმი აგზიტონიური პოლარიზონების გამოყენებით
სიმღერა Jiepeng, 2020 წლის Zhibo სტუდენტი მასალების სკოლის მეცნიერებისა და ინჟინერიის პეკინგის უნივერსიტეტის პირველი ავტორია, ხოლო პეკინგის უნივერსიტეტი ნაშრომის პირველი ერთეულია. Zhang Qing და Xiong Qihua, Tsinghua უნივერსიტეტის ფიზიკის პროფესორი, არიან შესაბამისი ავტორები. ნამუშევარს მხარი დაუჭირა ჩინეთის ეროვნული სამეცნიერო ფონდმა და პეკინის სამეცნიერო ფონდმა გამოჩენილი ახალგაზრდებისთვის.
პოსტის დრო: სექტემბერი -12-2023