पेकिंग विद्यापीठ एक perovskite सतत लक्षात आलेलेसर स्रोत1 चौरस मायक्रॉन पेक्षा लहान
ऑन-चिप ऑप्टिकल इंटरकनेक्शन (<10 fJ बिट-1) ची कमी ऊर्जा वापर आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी 1μm2 पेक्षा कमी उपकरण क्षेत्रासह सतत लेसर स्रोत तयार करणे महत्वाचे आहे.तथापि, उपकरणाचा आकार जसजसा कमी होत जातो, तसतसे ऑप्टिकल आणि भौतिक नुकसान लक्षणीयरीत्या वाढते, त्यामुळे उप-मायक्रॉन उपकरणाचा आकार आणि लेसर स्त्रोतांचे सतत ऑप्टिकल पंपिंग साध्य करणे अत्यंत आव्हानात्मक आहे.अलिकडच्या वर्षांत, हॅलाइड पेरोव्स्काईट सामग्रीला त्यांच्या उच्च ऑप्टिकल लाभ आणि अद्वितीय एक्सिटॉन पोलरिटॉन गुणधर्मांमुळे सतत ऑप्टिकल पंप केलेल्या लेसरच्या क्षेत्रात व्यापक लक्ष दिले गेले आहे.आतापर्यंत नोंदवलेले पेरोव्स्काईट सतत लेसर स्त्रोतांचे उपकरण क्षेत्र अद्याप 10μm2 पेक्षा जास्त आहे आणि सबमायक्रॉन लेसर स्त्रोतांना उत्तेजित होण्यासाठी उच्च पंप ऊर्जा घनतेसह स्पंदित प्रकाशाची आवश्यकता आहे.
या आव्हानाला प्रतिसाद म्हणून, पेकिंग युनिव्हर्सिटीच्या स्कूल ऑफ मटेरियल सायन्स अँड इंजिनीअरिंगच्या झांग किंगच्या संशोधन गटाने 0.65μm2 इतके कमी उपकरण क्षेत्रासह सतत ऑप्टिकल पंपिंग लेसर स्रोत मिळविण्यासाठी उच्च-गुणवत्तेचे पेरोव्स्काईट सबमायक्रॉन सिंगल क्रिस्टल मटेरियल यशस्वीरित्या तयार केले.त्याच वेळी, फोटॉन प्रकट होतो.सबमिक्रॉन सतत ऑप्टिकली पंप केलेल्या लेसिंग प्रक्रियेमध्ये एक्सिटॉन पोलरिटॉनची यंत्रणा सखोलपणे समजली जाते, जी लहान आकाराच्या कमी थ्रेशोल्ड सेमीकंडक्टर लेसरच्या विकासासाठी एक नवीन कल्पना प्रदान करते."1 μm2 खाली उपकरण क्षेत्रासह सतत वेव्ह पंप केलेले पेरोव्स्काईट लेसर" शीर्षक असलेल्या अभ्यासाचे परिणाम अलीकडेच प्रगत सामग्रीमध्ये प्रकाशित झाले आहेत.
या कामात, रासायनिक बाष्प जमा करून नीलम सब्सट्रेटवर अजैविक पेरोव्स्काईट CsPbBr3 सिंगल क्रिस्टल मायक्रॉन शीट तयार करण्यात आली.असे दिसून आले की खोलीच्या तपमानावर ध्वनी भिंतीच्या मायक्रोकॅव्हिटी फोटॉनसह पेरोव्स्काईट एक्सिटॉन्सच्या मजबूत जोडणीमुळे एक्सिटॉनिक पोलरिटॉनची निर्मिती होते.रेखीय ते नॉनलाइनर उत्सर्जन तीव्रता, अरुंद रेषेची रुंदी, उत्सर्जन ध्रुवीकरण परिवर्तन आणि उंबरठ्यावर अवकाशीय सुसंगत परिवर्तन यासारख्या पुराव्यांच्या मालिकेद्वारे, उप-मायक्रॉन-आकाराच्या CsPbBr3 सिंगल क्रिस्टलच्या सतत ऑप्टिकली पंप केलेल्या फ्लूरोसेन्स लेसची पुष्टी केली जाते, आणि डिव्हाइस क्षेत्र 0.65μm2 इतके कमी आहे.त्याच वेळी, असे आढळून आले की सबमायक्रॉन लेसर स्त्रोताचा उंबरठा मोठ्या आकाराच्या लेसर स्त्रोताशी तुलना करता येतो आणि अगदी कमी असू शकतो (आकृती 1).
आकृती 1. सतत ऑप्टिकली पंप केलेला सबमायक्रॉन CsPbBr3लेसर प्रकाश स्रोत
पुढे, हे कार्य प्रायोगिक आणि सैद्धांतिक दोन्ही प्रकारे एक्सप्लोर करते आणि सबमायक्रॉन सतत लेसर स्त्रोतांच्या प्राप्तीमध्ये एक्सिटॉन-ध्रुवीकृत एक्सिटॉनची यंत्रणा प्रकट करते.सबमायक्रॉन पेरोव्स्काईट्समधील वर्धित फोटॉन-एक्सिटॉन कपलिंगचा परिणाम समूह अपवर्तक निर्देशांकात सुमारे 80 पर्यंत लक्षणीय वाढ होतो, ज्यामुळे मोड नुकसान भरून काढण्यासाठी मोड गेन लक्षणीयरीत्या वाढतो.याचा परिणाम पेरोव्स्काईट सबमायक्रॉन लेसर स्त्रोतामध्ये देखील होतो ज्यामध्ये उच्च प्रभावी मायक्रोकॅव्हिटी गुणवत्ता घटक आणि एक संकुचित उत्सर्जन लाइनविड्थ (आकृती 2).यंत्रणा इतर अर्धसंवाहक सामग्रीवर आधारित लहान-आकाराच्या, कमी-थ्रेशोल्ड लेसरच्या विकासासाठी नवीन अंतर्दृष्टी देखील प्रदान करते.
आकृती 2. एक्सिटॉनिक पोलारिझन्स वापरून सब-मायक्रॉन लेसर स्त्रोताची यंत्रणा
सॉन्ग जिपेंग, पेकिंग युनिव्हर्सिटीच्या स्कूल ऑफ मटेरियल सायन्स अँड इंजिनीअरिंगचा 2020 चा झिबो विद्यार्थी, पेपरचा पहिला लेखक आहे आणि पेकिंग विद्यापीठ हे पेपरचे पहिले एकक आहे.झांग किंग आणि झिओंग किहुआ, सिंघुआ विद्यापीठातील भौतिकशास्त्राचे प्राध्यापक, संबंधित लेखक आहेत.या कामाला नॅशनल नॅचरल सायन्स फाउंडेशन ऑफ चायना आणि बीजिंग सायन्स फाउंडेशन फॉर स्टँडिंग यंग पीपल यांनी पाठिंबा दिला होता.
पोस्ट वेळ: सप्टेंबर-12-2023