Պեկինի համալսարանն իրականացրել է պերովսկիտային շարունակականությունլազերային աղբյուր1 քառակուսի միկրոնից փոքր
Կարևոր է կառուցել շարունակական լազերային աղբյուր՝ սարքի 1μm2-ից պակաս մակերեսով, որպեսզի բավարարի չիպային օպտիկական փոխկապակցման ցածր էներգիայի սպառման պահանջը (<10 fJ բիթ-1): Այնուամենայնիվ, քանի որ սարքի չափը նվազում է, օպտիկական և նյութական կորուստները զգալիորեն մեծանում են, ուստի ենթամիկրոն սարքի չափը և լազերային աղբյուրների շարունակական օպտիկական պոմպացումը չափազանց դժվար է: Վերջին տարիներին հալոգենիդային պերովսկիտային նյութերը մեծ ուշադրության են արժանացել շարունակական օպտիկական պոմպային լազերների ոլորտում՝ շնորհիվ իրենց բարձր օպտիկական շահույթի և էքսիտոնային պոլարիտոնի յուրահատուկ հատկությունների: Մինչ այժմ հաղորդված պերովսկիտի շարունակական լազերային աղբյուրների սարքի տարածքը դեռևս ավելի մեծ է, քան 10 μm2, և ենթամիկրոն լազերային աղբյուրները բոլորը խթանելու համար պահանջում են իմպուլսային լույս՝ ավելի բարձր պոմպի էներգիայի խտությամբ:
Ի պատասխան այս մարտահրավերի՝ Պեկինի համալսարանի Նյութերագիտության և ճարտարագիտության դպրոցի Չժան Ցինի հետազոտական խումբը հաջողությամբ պատրաստեց բարձրորակ պերովսկիտային ենթամիկրոնային միաբյուրեղային նյութեր՝ 0,65 մկմ2 սարքի մակերեսով շարունակական օպտիկական պոմպային լազերային աղբյուրների հասնելու համար: Միաժամանակ բացահայտվում է ֆոտոնը։ Էքսիտոնային պոլարիտոնի մեխանիզմը ենթամիկրոնային շարունակական օպտիկական պոմպային լազինգի գործընթացում խորապես հասկացված է, ինչը նոր գաղափար է տալիս փոքր չափի ցածր շեմային կիսահաղորդչային լազերների մշակման համար: Հետազոտության արդյունքները, որը վերնագրված է «Շարունակական ալիքային պոմպային պերովսկիտ լազերներ 1 մկմ2-ից ցածր սարքի տարածքով», վերջերս հրապարակվել են Advanced Materials-ում:
Այս աշխատանքում անօրգանական պերովսկիտ CsPbBr3 մեկ բյուրեղյա միկրոն թիթեղը պատրաստվել է շափյուղայի հիմքի վրա քիմիական գոլորշիների նստեցմամբ: Նկատվել է, որ սենյակային ջերմաստիճանում պերովսկիտային էքսիտոնների ուժեղ զուգավորումը ձայնային պատի միկրոխոռոչի ֆոտոնների հետ հանգեցրել է էքսցիտոնիկ բևեռիտոնի ձևավորմանը: Մի շարք ապացույցների միջոցով, ինչպիսիք են գծայինից ոչ գծային արտանետումների ինտենսիվությունը, նեղ գծի լայնությունը, արտանետումների բևեռացման փոխակերպումը և տարածական համակցվածության փոխակերպումը շեմին, հաստատվում է ենթամիկրոն չափի CsPbBr3 միաբյուրեղի շարունակական օպտիկական պոմպացված ֆլուորեսցենտային լազը և սարքի տարածքը: ցածր է մինչև 0,65 մկմ2: Միևնույն ժամանակ, պարզվել է, որ ենթամիկրոն լազերային աղբյուրի շեմը համեմատելի է մեծ չափի լազերային աղբյուրի հետ և կարող է նույնիսկ ավելի ցածր լինել (Նկար 1):
Նկար 1. Շարունակական օպտիկական պոմպային ենթամիկրոն CsPbBr3լազերային լույսի աղբյուր
Ավելին, այս աշխատանքը ուսումնասիրում է և՛ փորձարարական, և՛ տեսականորեն, և բացահայտում է էքսիտոն-բևեռացված էքցիտոնների մեխանիզմը ենթամիկրոնային շարունակական լազերային աղբյուրների իրացման մեջ: Ֆոտոն-էքսիտոնի ուժեղացված զուգավորումը ենթամիկրոնային պերովսկիտներում հանգեցնում է խմբի բեկման ինդեքսի՝ մոտ 80-ի զգալի աճի, ինչը էապես մեծացնում է ռեժիմի շահույթը՝ փոխհատուցելու ռեժիմի կորուստը: Սա նաև հանգեցնում է պերովսկիտային ենթամիկրոն լազերային աղբյուրի՝ միկրոխոռոչի որակի ավելի բարձր արդյունավետ գործակցով և արտանետումների ավելի նեղ լայնությամբ (Նկար 2): Մեխանիզմը նաև նոր պատկերացումներ է տալիս այլ կիսահաղորդչային նյութերի վրա հիմնված փոքր չափի, ցածր շեմի լազերների ստեղծման վերաբերյալ:
Նկար 2. Ենթամիկրոն լազերային աղբյուրի մեխանիզմ՝ օգտագործելով էքսցիտոնիկ բևեռիզոններ
Սոնգ Ջիեպենգը, 2020թ. Ժիբո ուսանող Պեկինի համալսարանի Նյութերի գիտության և ճարտարագիտության դպրոցից, աշխատության առաջին հեղինակն է, իսկ Պեկինի համալսարանը թղթի առաջին միավորն է: Չժան Ցին և Ցինհուա համալսարանի ֆիզիկայի պրոֆեսոր Սիոնգ Քիխուան համապատասխան հեղինակներն են: Աշխատանքին աջակցել են Չինաստանի ազգային բնական գիտական հիմնադրամը և Պեկինի գիտական հիմնադրամը աչքի ընկնող երիտասարդների համար:
Հրապարակման ժամանակը՝ 12-2023