पेकिंग विद्यापीठाने एक पेरोव्स्काईट सतत साकारलालेसर स्रोत१ चौरस मायक्रॉन पेक्षा लहान
ऑन-चिप ऑप्टिकल इंटरकनेक्शनची कमी ऊर्जा वापराची आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी (<10 fJ बिट-1) 1μm2 पेक्षा कमी उपकरण क्षेत्रफळ असलेला सतत लेसर स्रोत तयार करणे महत्वाचे आहे. तथापि, उपकरणाचा आकार कमी होत असताना, ऑप्टिकल आणि मटेरियल लॉस लक्षणीयरीत्या वाढतात, म्हणून सब-मायक्रॉन उपकरण आकार आणि लेसर स्रोतांचे सतत ऑप्टिकल पंपिंग साध्य करणे अत्यंत आव्हानात्मक आहे. अलिकडच्या वर्षांत, उच्च ऑप्टिकल गेन आणि अद्वितीय एक्सिटॉन पोलारिटन गुणधर्मांमुळे सतत ऑप्टिकली पंप केलेल्या लेसरच्या क्षेत्रात हॅलाइड पेरोव्स्काईट मटेरियलकडे व्यापक लक्ष वेधले गेले आहे. आतापर्यंत नोंदवलेले पेरोव्स्काईट सतत लेसर स्रोतांचे डिव्हाइस क्षेत्र अजूनही 10μm2 पेक्षा जास्त आहे आणि सबमायक्रॉन लेसर स्रोतांना उत्तेजित करण्यासाठी उच्च पंप ऊर्जा घनतेसह स्पंदित प्रकाश आवश्यक आहे.
या आव्हानाला प्रतिसाद म्हणून, पेकिंग विद्यापीठाच्या मटेरियल सायन्स अँड इंजिनिअरिंग स्कूलमधील झांग किंग यांच्या संशोधन गटाने 0.65μm2 इतक्या कमी उपकरण क्षेत्रासह सतत ऑप्टिकल पंपिंग लेसर स्रोत साध्य करण्यासाठी उच्च-गुणवत्तेचे पेरोव्स्काईट सबमायक्रॉन सिंगल क्रिस्टल साहित्य यशस्वीरित्या तयार केले. त्याच वेळी, फोटॉन उघड झाला. सबमायक्रॉन सतत ऑप्टिकली पंप केलेल्या लेसिंग प्रक्रियेतील एक्सिटॉन पोलारिटनची यंत्रणा खोलवर समजली आहे, जी लहान आकाराच्या कमी थ्रेशोल्ड सेमीकंडक्टर लेसरच्या विकासासाठी एक नवीन कल्पना प्रदान करते. "१ μm2 पेक्षा कमी उपकरण क्षेत्रासह सतत वेव्ह पंप केलेले पेरोव्स्काईट लेसर" शीर्षकाच्या अभ्यासाचे निकाल अलीकडेच अॅडव्हान्स्ड मटेरियल्समध्ये प्रकाशित झाले.
या कामात, रासायनिक वाष्प निक्षेपणाद्वारे नीलमणी सब्सट्रेटवर अजैविक पेरोव्स्काईट CsPbBr3 सिंगल क्रिस्टल मायक्रॉन शीट तयार करण्यात आली. असे आढळून आले की खोलीच्या तापमानावर ध्वनी भिंतीच्या सूक्ष्म पोकळीच्या फोटॉनसह पेरोव्स्काईट एक्सिटॉनचे मजबूत जोडणीमुळे एक्सिटॉनिक पोलरिटॉन तयार झाला. रेषीय ते नॉनलाइनर उत्सर्जन तीव्रता, अरुंद रेषेची रुंदी, उत्सर्जन ध्रुवीकरण परिवर्तन आणि थ्रेशोल्डवर अवकाशीय सुसंगतता परिवर्तन यासारख्या पुराव्यांच्या मालिकेद्वारे, सब-मायक्रॉन-आकाराच्या CsPbBr3 सिंगल क्रिस्टलच्या सतत ऑप्टिकली पंप केलेल्या फ्लोरोसेन्स लेसची पुष्टी केली जाते आणि डिव्हाइस क्षेत्र 0.65μm2 इतके कमी असते. त्याच वेळी, असे आढळून आले की सबमायक्रॉन लेसर स्त्रोताचा उंबरठा मोठ्या आकाराच्या लेसर स्त्रोताच्या तुलनेत आहे आणि तो कमी देखील असू शकतो (आकृती 1).
आकृती १. सतत ऑप्टिकली पंप केलेले सबमायक्रॉन CsPbBr3लेसर प्रकाश स्रोत
पुढे, हे काम प्रायोगिक आणि सैद्धांतिकदृष्ट्या दोन्ही प्रकारे एक्सप्लोर करते आणि सबमायक्रॉन सतत लेसर स्रोतांच्या प्राप्तीमध्ये एक्सिटॉन-पोलराइज्ड एक्सिटॉनची यंत्रणा उघड करते. सबमायक्रॉन पेरोव्स्काईट्समध्ये वाढलेल्या फोटॉन-एक्सिटॉन कपलिंगमुळे ग्रुप अपवर्तक निर्देशांकात सुमारे 80 पर्यंत लक्षणीय वाढ होते, ज्यामुळे मोड नुकसान भरून काढण्यासाठी मोड गेनमध्ये लक्षणीय वाढ होते. यामुळे उच्च प्रभावी मायक्रोकॅव्हिटी गुणवत्ता घटक आणि कमी उत्सर्जन लाइनविड्थसह पेरोव्स्काईट सबमायक्रॉन लेसर स्रोत देखील मिळतो (आकृती 2). ही यंत्रणा इतर अर्धसंवाहक सामग्रीवर आधारित लहान-आकाराच्या, कमी-थ्रेशोल्ड लेसरच्या विकासात नवीन अंतर्दृष्टी देखील प्रदान करते.
आकृती २. एक्सिटॉनिक पोलरायझन्स वापरून सब-मायक्रॉन लेसर स्रोताची यंत्रणा
पेकिंग विद्यापीठाच्या स्कूल ऑफ मटेरियल सायन्स अँड इंजिनिअरिंगमधील २०२० मधील झिबोचा विद्यार्थी सॉन्ग जिपेंग हा या शोधनिबंधाचा पहिला लेखक आहे आणि पेकिंग विद्यापीठ हे या शोधनिबंधाचे पहिले एकक आहे. सिंघुआ विद्यापीठातील भौतिकशास्त्राचे प्राध्यापक झांग किंग आणि झिओंग किहुआ हे संबंधित लेखक आहेत. या कार्याला नॅशनल नॅचरल सायन्स फाउंडेशन ऑफ चायना आणि बीजिंग सायन्स फाउंडेशन फॉर आउटस्टँडिंग यंग पीपल यांनी पाठिंबा दिला होता.
पोस्ट वेळ: सप्टेंबर-१२-२०२३