पेकिङ विश्वविद्यालयले पेरोभस्काइट निरन्तरता महसुस गर्योलेजर स्रोत१ वर्ग माइक्रोन भन्दा सानो
अन-चिप अप्टिकल इन्टरकनेक्सन (<१० fJ बिट-१) को कम ऊर्जा खपत आवश्यकता पूरा गर्न १μm२ भन्दा कम उपकरण क्षेत्र भएको निरन्तर लेजर स्रोत निर्माण गर्नु महत्त्वपूर्ण छ। यद्यपि, उपकरणको आकार घट्दै जाँदा, अप्टिकल र सामग्रीको क्षति उल्लेखनीय रूपमा बढ्छ, त्यसैले उप-माइक्रोन उपकरण आकार र लेजर स्रोतहरूको निरन्तर अप्टिकल पम्पिङ प्राप्त गर्नु अत्यन्तै चुनौतीपूर्ण छ। हालका वर्षहरूमा, हाइलाइड पेरोभस्काइट सामग्रीहरूले तिनीहरूको उच्च अप्टिकल लाभ र अद्वितीय एक्साइटन पोलारिटन गुणहरूको कारणले निरन्तर अप्टिकल पम्प गरिएका लेजरहरूको क्षेत्रमा व्यापक ध्यान प्राप्त गरेका छन्। अहिलेसम्म रिपोर्ट गरिएको पेरोभस्काइट निरन्तर लेजर स्रोतहरूको उपकरण क्षेत्र अझै पनि १०μm२ भन्दा बढी छ, र सबमाइक्रोन लेजर स्रोतहरू सबैलाई उत्तेजित गर्न उच्च पम्प ऊर्जा घनत्व भएको स्पंदित प्रकाश चाहिन्छ।
यस चुनौतीको जवाफमा, पेकिङ विश्वविद्यालयको सामग्री विज्ञान र इन्जिनियरिङ स्कूलका झाङ छिङको अनुसन्धान समूहले ०.६५μm2 जति कम उपकरण क्षेत्रफल भएको निरन्तर अप्टिकल पम्पिङ लेजर स्रोतहरू प्राप्त गर्न उच्च-गुणस्तरको पेरोभस्काइट सबमाइक्रोन एकल क्रिस्टल सामग्रीहरू सफलतापूर्वक तयार पारे। एकै समयमा, फोटोन प्रकट हुन्छ। सबमाइक्रोन निरन्तर अप्टिकल पम्प गरिएको लेजिङ प्रक्रियामा एक्साइटन पोलारिटनको संयन्त्रलाई गहिरो रूपमा बुझिएको छ, जसले सानो आकारको कम थ्रेसहोल्ड अर्धचालक लेजरहरूको विकासको लागि नयाँ विचार प्रदान गर्दछ। "१ μm2 भन्दा कम उपकरण क्षेत्र भएका निरन्तर तरंग पम्प गरिएको पेरोभस्काइट लेजरहरू" शीर्षकको अध्ययनको नतिजा हालै उन्नत सामग्रीहरूमा प्रकाशित भएको थियो।
यस कार्यमा, रासायनिक वाष्प निक्षेपणद्वारा नीलमणि सब्सट्रेटमा अजैविक पेरोभस्काइट CsPbBr3 एकल क्रिस्टल माइक्रोन पाना तयार गरिएको थियो। कोठाको तापक्रममा ध्वनि भित्ता माइक्रोक्याभिटी फोटनहरूसँग पेरोभस्काइट एक्सिटनहरूको बलियो युग्मनले एक्सिटोनिक पोलारिटनको गठनमा परिणामस्वरूप भएको अवलोकन गरियो। रेखीय देखि गैर-रेखीय उत्सर्जन तीव्रता, साँघुरो रेखा चौडाइ, उत्सर्जन ध्रुवीकरण रूपान्तरण र थ्रेसहोल्डमा स्थानिय सुसंगतता रूपान्तरण जस्ता प्रमाणहरूको श्रृंखला मार्फत, उप-माइक्रोन-आकारको CsPbBr3 एकल क्रिस्टलको निरन्तर अप्टिकली पम्प गरिएको फ्लोरोसेन्स लेज पुष्टि हुन्छ, र उपकरण क्षेत्र ०.६५μm२ जति कम हुन्छ। एकै समयमा, यो पत्ता लाग्यो कि सबमाइक्रोन लेजर स्रोतको थ्रेसहोल्ड ठूलो आकारको लेजर स्रोतको तुलनात्मक छ, र कम पनि हुन सक्छ (चित्र १)।
चित्र १. निरन्तर अप्टिकली पम्प गरिएको सबमाइक्रोन CsPbBr3लेजर प्रकाश स्रोत
यसबाहेक, यो कामले प्रयोगात्मक र सैद्धान्तिक रूपमा दुवै अन्वेषण गर्दछ, र सबमाइक्रोन निरन्तर लेजर स्रोतहरूको प्राप्तिमा एक्साइटन-ध्रुवीकृत एक्साइटनको संयन्त्र प्रकट गर्दछ। सबमाइक्रोन पेरोभस्काइटहरूमा बढाइएको फोटोन-एक्साइटन युग्मनले समूह अपवर्तक सूचकांकमा लगभग 80 सम्म उल्लेखनीय वृद्धि गर्दछ, जसले मोड हानिको क्षतिपूर्ति गर्न मोड लाभलाई उल्लेखनीय रूपमा बढाउँछ। यसले उच्च प्रभावकारी माइक्रोक्याभिटी गुणस्तर कारक र साँघुरो उत्सर्जन लाइनविड्थ (चित्र २) भएको पेरोभस्काइट सबमाइक्रोन लेजर स्रोतमा पनि परिणाम दिन्छ। संयन्त्रले अन्य अर्धचालक सामग्रीहरूमा आधारित सानो-आकार, कम-थ्रेसहोल्ड लेजरहरूको विकासमा नयाँ अन्तर्दृष्टि पनि प्रदान गर्दछ।
चित्र २. एक्सिटोनिक पोलारिजन प्रयोग गरेर सब-माइक्रोन लेजर स्रोतको संयन्त्र
पेकिङ विश्वविद्यालयको सामग्री विज्ञान र इन्जिनियरिङ स्कूलका २०२० झिबोका विद्यार्थी सोङ जिपेङ यस पेपरका पहिलो लेखक हुन् र पेकिङ विश्वविद्यालय यस पेपरको पहिलो एकाइ हो। सिंघुआ विश्वविद्यालयका भौतिकशास्त्रका प्राध्यापक झाङ छिङ र सियोङ किहुआ सम्बन्धित लेखक हुन्। यो कामलाई चीनको राष्ट्रिय प्राकृतिक विज्ञान प्रतिष्ठान र उत्कृष्ट युवा व्यक्तिहरूको लागि बेइजिङ विज्ञान प्रतिष्ठानले समर्थन गरेको थियो।
पोस्ट समय: सेप्टेम्बर-१२-२०२३