პეკინის უნივერსიტეტმა განახორციელა პეროვსკიტის უწყვეტილაზერული წყარო1 კვადრატულ მიკრონზე ნაკლები
მნიშვნელოვანია უწყვეტი ლაზერული წყაროს აგება მოწყობილობის ფართობით 1μm2-ზე ნაკლები, რათა დააკმაყოფილოს ჩიპზე ოპტიკური ურთიერთკავშირის დაბალი ენერგიის მოხმარების მოთხოვნა (<10 fJ bit-1).თუმცა, როდესაც მოწყობილობის ზომა მცირდება, ოპტიკური და მატერიალური დანაკარგები საგრძნობლად იზრდება, ამიტომ მოწყობილობის ქვემიკრონის ზომისა და ლაზერული წყაროების უწყვეტი ოპტიკური ტუმბოს მიღწევა უკიდურესად რთულია.ბოლო წლებში ჰალოიდ პეროვსკიტის მასალებმა დიდი ყურადღება მიიპყრო უწყვეტი ოპტიკურად ამოტუმბული ლაზერების სფეროში მათი მაღალი ოპტიკური მომატებისა და ექსციტონური პოლარიტონის უნიკალური თვისებების გამო.პეროვსკიტის უწყვეტი ლაზერული წყაროების მოწყობილობის ფართობი, რომელიც აქამდე იყო მოხსენებული, ჯერ კიდევ 10μm2-ზე მეტია, ხოლო სუბმიკრონული ლაზერული წყაროები სტიმულირებისთვის საჭიროებენ პულსირებულ შუქს უფრო მაღალი ტუმბოს ენერგიის სიმკვრივით.
ამ გამოწვევის საპასუხოდ, პეკინის უნივერსიტეტის მასალების მეცნიერებისა და ინჟინერიის სკოლის ჟანგ ქინგის კვლევითმა ჯგუფმა წარმატებით მოამზადა მაღალი ხარისხის პეროვსკიტის სუბმიკრონული ერთკრისტალური მასალები, რათა მიეღოთ უწყვეტი ოპტიკური სატუმბი ლაზერული წყაროები მოწყობილობის ფართობით 0,65 μm2-მდე.ამავდროულად ვლინდება ფოტონი.ექსციტონური პოლარიტონის მექანიზმი სუბმიკრონის უწყვეტი ოპტიკურად ამოტუმბული ლაზირების პროცესში ღრმად არის გაგებული, რაც ახალ იდეას იძლევა მცირე ზომის დაბალი ზღურბლის ნახევარგამტარული ლაზერების შემუშავებისთვის.კვლევის შედეგები, სახელწოდებით „უწყვეტი ტალღოვანი პეროვსკიტის ლაზერები, მოწყობილობის ფართობი 1 μm2-ზე ქვემოთ“, ახლახან გამოქვეყნდა Advanced Materials-ში.
ამ სამუშაოში, არაორგანული პეროვსკიტის CsPbBr3 ერთკრისტალური მიკრონის ფურცელი მომზადდა საფირონის სუბსტრატზე ქიმიური ორთქლის დეპონირებით.დაფიქსირდა, რომ ოთახის ტემპერატურაზე პეროვსკიტის ექსციტონების ძლიერმა შეერთებამ ხმის კედლის მიკროკავის ფოტონებთან გამოიწვია ექსციტონური პოლარიტონის წარმოქმნა.მთელი რიგი მტკიცებულებების მეშვეობით, როგორიცაა წრფივი და არაწრფივი ემისიის ინტენსივობა, ვიწრო ხაზის სიგანე, ემისიის პოლარიზაციის ტრანსფორმაცია და სივრცითი თანმიმდევრობის ტრანსფორმაცია ზღურბლზე, დადასტურებულია ქვემიკრონის ზომის CsPbBr3 ერთკრისტალის უწყვეტი ოპტიკურად ამოტუმბული ფლუორესცენტული ლაზა და მოწყობილობის ფართობი. არის 0,65μm2-მდე.ამავდროულად, გაირკვა, რომ სუბმიკრონული ლაზერული წყაროს ზღურბლი შედარებულია დიდი ზომის ლაზერის წყაროსთან და შეიძლება იყოს უფრო დაბალიც კი (სურათი 1).
სურათი 1. უწყვეტი ოპტიკურად ამოტუმბული ქვემიკრონი CsPbBr3ლაზერული სინათლის წყარო
გარდა ამისა, ეს ნაშრომი იკვლევს როგორც ექსპერიმენტულად, ისე თეორიულად და ავლენს ექსციტონ-პოლარიზებული ექსიტონების მექანიზმს სუბმიკრონული უწყვეტი ლაზერული წყაროების რეალიზაციისას.გაძლიერებული ფოტონ-ექსციტონის შეერთება სუბმიკრონულ პეროვსიტებში იწვევს ჯგუფის რეფრაქციული ინდექსის მნიშვნელოვან ზრდას დაახლოებით 80-მდე, რაც არსებითად ზრდის რეჟიმის მომატებას რეჟიმის დანაკარგის კომპენსაციისთვის.ეს ასევე იწვევს პეროვსკიტის სუბმიკრონული ლაზერის წყაროს უფრო მაღალი ეფექტური მიკროღრუბლის ხარისხის ფაქტორით და ემისიის ხაზის უფრო ვიწრო სიგანით (სურათი 2).მექანიზმი ასევე გვაწვდის ახალ შეხედულებებს სხვა ნახევარგამტარულ მასალებზე დაფუძნებული მცირე ზომის, დაბალი ზღურბლის ლაზერების შემუშავებაზე.
სურათი 2. ქვემიკრონული ლაზერული წყაროს მექანიზმი ექსციტონური პოლარიზონის გამოყენებით
სონგ ჯიეპენგი, 2020 წლის ჟიბოს სტუდენტი პეკინის უნივერსიტეტის მასალების მეცნიერებისა და ინჟინერიის სკოლიდან, ნაშრომის პირველი ავტორია, ხოლო პეკინის უნივერსიტეტი ნაშრომის პირველი ნაწილია.ჟანგ ქინგი და ციონგ ქიხუა, ცინგხუას უნივერსიტეტის ფიზიკის პროფესორი, შესაბამისი ავტორები არიან.სამუშაოს მხარდაჭერით ჩინეთის ეროვნული საბუნებისმეტყველო ფონდი და პეკინის სამეცნიერო ფონდი გამოჩენილი ახალგაზრდებისთვის.
გამოქვეყნების დრო: სექ-12-2023