Пекин университети перовскиттин үзгүлтүксүз ыкмасын ишке ашырдылазер булагы1 чарчы микрондон кичине
Чиптеги оптикалык өз ара байланыштын энергияны аз сарптоо талабын канааттандыруу үчүн (<10 fJ бит-1) түзмөктүн аянты 1μm2ден аз болгон үзгүлтүксүз лазер булагын куруу маанилүү. Бирок, түзмөктүн өлчөмү кичирейген сайын, оптикалык жана материалдык жоготуулар бир топ көбөйөт, ошондуктан субмикрондук түзмөктүн өлчөмүнө жана лазердик булактарды үзгүлтүксүз оптикалык сордурууга жетүү өтө кыйын. Акыркы жылдары галогениддик перовскит материалдары жогорку оптикалык күчөтүү жана уникалдуу экситондук поляритондук касиеттеринен улам үзгүлтүксүз оптикалык сордурулган лазерлер тармагында кеңири көңүл бурулуп келет. Азырынча кабарланган перовскиттик үзгүлтүксүз лазер булактарынын түзмөк аянты дагы эле 10μm2ден жогору жана субмикрондук лазер булактарынын баары стимулдаштыруу үчүн насостун энергия тыгыздыгы жогору импульстук жарыкты талап кылат.
Бул чакырыкка жооп катары, Пекин университетинин Материал таануу жана инженерия мектебинин Чжан Цин изилдөө тобу 0,65 мкм2 сыяктуу түзмөк аянты менен үзгүлтүксүз оптикалык насостук лазер булактарын алуу үчүн жогорку сапаттагы перовскит субмикрондук монокристаллдык материалдарды ийгиликтүү даярдашты. Ошол эле учурда фотон ачылды. Субмикрондук үзгүлтүксүз оптикалык насостук лазердик процессте экситон поляритонунун механизми терең изилденди, бул кичинекей өлчөмдөгү төмөнкү босоголуу жарым өткөргүч лазерлерди иштеп чыгуу үчүн жаңы идеяны берет. "Түзмөк аянты 1 мкм2ден төмөн болгон үзгүлтүксүз толкундуу насостук перовскит лазерлери" деп аталган изилдөөнүн жыйынтыктары жакында Advanced Materials журналында жарыяланды.
Бул иште органикалык эмес перовскит CsPbBr3 монокристаллдык микрондук барак сапфир субстратында химиялык буу чөктүрүү жолу менен даярдалган. Бөлмө температурасында перовскит экситондорунун үн дубалынын микрокөңдөй фотондору менен күчтүү байланышы экситондук поляритондун пайда болушуна алып келгени байкалган. Сызыктуудан сызыктуу эмеске чейинки эмиссиянын интенсивдүүлүгү, тар сызыктын туурасы, эмиссиянын поляризациясынын трансформациясы жана босогодогу мейкиндик когеренттүүлүгүнүн трансформациясы сыяктуу бир катар далилдер аркылуу субмикрондук өлчөмдөгү CsPbBr3 монокристалынын үзгүлтүксүз оптикалык сордурулган флуоресценциялык лазасы тастыкталган жана түзмөктүн аянты 0,65 мкм2ге чейин аз. Ошол эле учурда, субмикрондук лазер булагынын босогосу чоң өлчөмдөгү лазер булагынын босогосуна окшош экени жана ал тургай андан да төмөн болушу мүмкүн экени аныкталган (1-сүрөт).
1-сүрөт. Үзгүлтүксүз оптикалык насостук субмикрондук CsPbBr3лазердик жарык булагы
Андан тышкары, бул иш эксперименталдык жана теориялык жактан изилденет жана субмикрондук үзгүлтүксүз лазер булактарын ишке ашырууда экситон-поляризацияланган экситондордун механизмин ачып берет. Субмикрондук перовскиттерде фотон-экситон байланышынын күчөтүлүшү топтук сынуу көрсөткүчүнүн болжол менен 80ге чейин олуттуу жогорулашына алып келет, бул моддун жоголушун компенсациялоо үчүн моддун күчөшүн бир топ жогорулатат. Бул ошондой эле жогорку эффективдүү микрокөңдөйлүк сапат коэффициентине жана тар эмиссия линиясынын туурасына ээ перовскиттик субмикрондук лазер булагын пайда кылат (2-сүрөт). Механизм ошондой эле башка жарым өткөргүч материалдарга негизделген кичинекей өлчөмдөгү, төмөнкү босоголуу лазерлерди иштеп чыгуу боюнча жаңы түшүнүктөрдү берет.
2-сүрөт. Экситондук поляризондорун колдонуу менен субмикрондук лазер булагынын механизми
Пекин университетинин Материал таануу жана инженерия мектебинин 2020-жылкы Жибо студенти Сун Цзепен макаланын биринчи автору, ал эми Пекин университети макаланын биринчи бөлүмү болуп саналат. Чжан Цин жана Цинхуа университетинин физика профессору Сюн Цихуа тиешелүү авторлор болуп саналат. Бул эмгек Кытайдын Улуттук жаратылыш таануу фонду жана Пекиндин көрүнүктүү жаштар үчүн илимий фонду тарабынан колдоого алынган.
Жарыяланган убактысы: 2023-жылдын 12-сентябры