Պեկինի համալսարանը իրականացրեց պերովսկիտային անընդհատ գեներատորլազերային աղբյուրփոքր է 1 քառակուսի միկրոնից
Կարևոր է կառուցել անընդհատ լազերային աղբյուր՝ 1μm2-ից պակաս սարքի մակերեսով՝ չիպի վրա օպտիկական միացման ցածր էներգիայի սպառման պահանջը բավարարելու համար (<10 fJ բիթ-1): Այնուամենայնիվ, սարքի չափի փոքրացմանը զուգընթաց, օպտիկական և նյութական կորուստները զգալիորեն աճում են, ուստի ենթամիկրոնային սարքի չափի և լազերային աղբյուրների անընդհատ օպտիկական պոմպի ապահովումը չափազանց մարտահրավեր է: Վերջին տարիներին հալոգենային պերովսկիտային նյութերը լայն ուշադրության են արժանացել անընդհատ օպտիկական պոմպով լազերների ոլորտում՝ իրենց բարձր օպտիկական ուժեղացման և եզակի էքսիտոն-պոլարիտոնային հատկությունների շնորհիվ: Պերովսկիտային անընդհատ լազերային աղբյուրների սարքի մակերեսը մինչ այժմ դեռևս մեծ է 10μm2-ից, և ենթամիկրոնային լազերային աղբյուրները բոլորն էլ պահանջում են ավելի բարձր պոմպային էներգիայի խտությամբ իմպուլսային լույս՝ խթանելու համար:
Այս մարտահրավերին ի պատասխան՝ Պեկինի համալսարանի նյութագիտության և ճարտարագիտության դպրոցի Չժան Ցինի հետազոտական խումբը հաջողությամբ պատրաստել է բարձրորակ պերովսկիտային ենթամիկրոնային միաբյուրեղային նյութեր՝ ստանալու համար անընդհատ օպտիկական պոմպային լազերային աղբյուրներ՝ 0.65 մկմ2 սարքի մակերեսով։ Միաժամանակ բացահայտվում է ֆոտոնը։ Խորապես ուսումնասիրվում է ենթամիկրոնային անընդհատ օպտիկական պոմպային լազերային գործընթացում էքսիտոն-պոլարիտոնի մեխանիզմը, ինչը նոր գաղափար է տալիս փոքր չափի ցածր շեմային կիսահաղորդչային լազերների մշակման համար։ «Անընդհատ ալիքային պոմպային պերով պերովսկիտային լազերներ՝ 1 մկմ2-ից ցածր սարքի մակերեսով» վերնագրով ուսումնասիրության արդյունքները վերջերս հրապարակվել են «Advanced Materials» ամսագրում։
Այս աշխատանքում անօրգանական պերովսկիտ CsPbBr3 միաբյուրեղային միկրոնային թերթիկը պատրաստվել է շափյուղայի հիմքի վրա՝ քիմիական գոլորշու նստեցման միջոցով: Նկատվել է, որ պերովսկիտային էքսիտոնների և ձայնային պատի միկրոխոռոչային ֆոտոնների ուժեղ կապը սենյակային ջերմաստիճանում հանգեցրել է էքսիտոնային պոլարիտոնի առաջացմանը: Մի շարք ապացույցների միջոցով, ինչպիսիք են գծայինից ոչ գծային ճառագայթման ինտենսիվությունը, նեղ գծի լայնությունը, ճառագայթման բևեռացման ձևափոխությունը և տարածական կոհերենտության ձևափոխությունը շեմային կետում, հաստատվում է ենթամիկրոնային չափի CsPbBr3 միաբյուրեղի անընդհատ օպտիկապես պոմպային ֆլուորեսցենտային լազերը, և սարքի մակերեսը կազմում է ընդամենը 0.65 մկմ2: Միևնույն ժամանակ, պարզվել է, որ ենթամիկրոնային լազերային աղբյուրի շեմային արժեքը համեմատելի է մեծ չափի լազերային աղբյուրի հետ և կարող է նույնիսկ ավելի ցածր լինել (Նկար 1):
Նկար 1. Անընդհատ օպտիկապես պոմպային ենթամիկրոնային CsPbBr3լազերային լույսի աղբյուր
Ավելին, այս աշխատանքը ուսումնասիրում է ինչպես փորձարարական, այնպես էլ տեսականորեն և բացահայտում է էքսիտոն-բևեռացված էքսիտոնների մեխանիզմը ենթամիկրոնային անընդհատ լազերային աղբյուրների իրականացման գործում: Ենթամիկրոնային պերովսկիտներում ուժեղացված ֆոտոն-էքսիտոն կապը հանգեցնում է խմբային բեկման ցուցիչի զգալի աճի մինչև մոտ 80, ինչը զգալիորեն մեծացնում է ռեժիմի աճը՝ փոխհատուցելու ռեժիմի կորուստը: Սա նաև հանգեցնում է պերովսկիտային ենթամիկրոնային լազերային աղբյուրի՝ ավելի բարձր արդյունավետ միկրոխոռոչի որակի գործակցով և ավելի նեղ ճառագայթման գծի լայնությամբ (Նկար 2): Մեխանիզմը նաև նոր պատկերացումներ է տալիս այլ կիսահաղորդչային նյութերի վրա հիմնված փոքր չափի, ցածր շեմային լազերների մշակման վերաբերյալ:
Նկար 2. Էքսիտոնային բևեռացման օգտագործմամբ ենթամիկրոնային լազերային աղբյուրի մեխանիզմ
Հոդվածի առաջին հեղինակը Պեկինի համալսարանի նյութագիտության և ճարտարագիտության դպրոցի 2020 թվականի «Ժիբո» ուսանող Սոնգ Ջիպենգն է, իսկ հոդվածի առաջին մասը՝ Պեկինի համալսարանը։ Համապատասխան հեղինակներն են Չժան Ցինը և Ցինհուայի համալսարանի ֆիզիկայի պրոֆեսոր Սյոնգ Ցիհուան։ Աշխատանքը ֆինանսավորվել է Չինաստանի բնական գիտությունների ազգային հիմնադրամի և Պեկինի ակնառու երիտասարդների գիտական հիմնադրամի կողմից։
Հրապարակման ժամանակը. Սեպտեմբերի 12-2023