A mérnökök évek óta jobb módszereket keresnek az apró, hatékony lézerek felépítésére, amelyeket közvetlenül be lehet integrálni a szilícium chipsre, amely kulcsfontosságú lépés a gyorsabb, képesebb optikai kommunikáció és számítástechnika felé.
A mai kereskedelmi lézerek többnyire III - V félvezetőkből készülnek, amelyeket speciális szubsztrátumokon termesztettek - olyan folyamat, amely megnehezíti és költségessé teszi őket a mainstream szilícium technológiával való kombinációhoz. Az összes - szervetlen perovskite film ígéretes alternatívává vált, mivel olcsón előállíthatók, sok szubsztráttípussal működhetnek, és erős optikai tulajdonságokat kínálnak.
De az egyik fő akadály az útban állt: szobahőmérsékleten nehéz volt a perovskite lézereket folyamatos vagy közel - folyamatos üzemmódban futtatni anélkül, hogy gyorsan elveszítené töltőhordozóikat egy Auger rekombinációnak nevezett hatás érdekében.
A Zhejiang Egyetemen egy kutatócsoport most egy egyszerű módszert mutatott be a probléma leküzdésére, amelynek eredményeként - A perovskite lézerek teljesítményének beállítása a közel - folyamatos működés alatt.
Ahogyan beszámoltakFejlett fotonika, megközelítésük egy illékony ammónium -adalékanyagot használ a polikristályos perovskite filmek lágyítási folyamata során. Ez az adalékanyag egy "fázis rekonstrukciót" vált ki, amely eltávolítja a nem kívánt alacsony - dimenziós fázisokat, csökkentve a csatornákat, amelyek felgyorsítják az Auger rekombinációt. Az eredmény egy tiszta 3D -s szerkezet, amely jobban megőrzi a lezuhanáshoz szükséges töltőhordozókat anélkül, hogy jelentős optikai veszteséget adna.
A javulás megértése érdekében a csapat elemezte, hogy az elektronok és a lyukak hogyan rekombinálnak különböző szivattyúzási körülmények között. Auger rekombináció - ahol egy - - lyukpárból származó energiát egy másik hordozónak adnak, ahelyett, hogy a - fényként kibocsátott lenne, ha a bemeneti fényt hosszabb impulzusokban vagy folyamatos gerendákban szállítják.
Ezekben a helyzetekben a hordozó befecskendezése olyan időtartamon fordul elő, mint az Auger élettartamához, vagy hosszabb ideig, ami gyors hordozóveszteséghez vezet, és megakadályozza a populáció inverziójának - felépítését. Ennek a folyamatnak az elnyomásával a kutatók képesek voltak fenntartani a hatékony stimulált kibocsátáshoz szükséges hordozó sűrűségét.
Optimalizált filmjeikkel a csapat egy - mód függőleges - üregfelületet épített - lézer (VCSEL) üregfelületet, amely alacsony lezedumküszöböt ért el 17,3 μJ/cm² -es és lenyűgöző minőségi tényezővel, 3850 -ben quasi- folyamatos nanoszekond szivattyú alatt. Ez a teljesítmény a perovskite lézer számára a legjobban jelentett legjobban jelentette ezt a rendszert.
Az eredmények egy olyan gyakorlati út felé mutatnak, amely a magas - teljesítmény -perovskite lézereket készíti, amelyek valódi folyamatos - hullám vagy elektromosan meghajtott körülmények között működhetnek - kulcsfontosságú mérföldkövek a jövőbeli fotonikus chipekbe és potenciálisan rugalmas vagy hordható optoelektronikus eszközökbe történő integrációjukhoz.
