Seit Jahren suchen Ingenieure bessere Möglichkeiten, um winzige, effiziente Laser zu bauen, die direkt in Siliziumchips integriert werden können, ein wesentlicher Schritt in Richtung einer schnelleren und fähigeren optischen Kommunikation und Computing.
Die heutigen kommerziellen Laser werden hauptsächlich aus III - V -Halbleitern hergestellt, die auf speziellen Substraten - ein Prozess gezüchtet wurden, der es schwierig und kostspielig macht, sich mit Mainstream -Siliziumtechnologie zu kombinieren. Alle - anorganischen Perovskite -Filme haben sich als vielversprechende Alternative herausgestellt, da sie kostengünstig produziert werden können, mit vielen Substratarten arbeiten und starke optische Eigenschaften bieten.
Ein großes Hindernis im Weg war jedoch im Weg: Bei Raumtemperatur war es schwierig, Perovskit -Laser dazu zu bringen, kontinuierliche oder in der Nähe von - -Modi zu laufen, ohne ihre Ladungsträger schnell zu verlieren, um einen Effekt zu verlieren, der als Auger -Rekombination bekannt ist.
Ein Forschungsteam an der Zhejiang University hat nun eine einfache Methode gezeigt, um dieses Problem zu überwinden, was zu Aufzeichnungen - die Leistung für Perovskit -Laser unter - Continuous Operation führt.
Wie inFortgeschrittene PhotonikIhr Ansatz verwendet einen flüchtigen Ammonium -Additiv während des Tempernsprozesses von polykristallinen Perovskitfilmen. Dieser Additive löst eine "Phasenrekonstruktion" aus, die unerwünschte niedrige - -dimensionale Phasen beseitigt und Kanäle reduziert, die die Auger -Rekombination beschleunigen. Das Ergebnis ist eine reine 3D -Struktur, die die für die Lasing benötigten Ladungsträger besser bewahrt, ohne einen signifikanten optischen Verlust hinzuzufügen.
Um die Verbesserung zu verstehen, analysierte das Team, wie sich Elektronen und Löcher unter verschiedenen Pumpbedingungen rekombinieren. Auger -Rekombination -, wobei Energie aus einem rekombinierenden Elektron - Lochpaar an einen anderen Träger angegeben wird, anstatt als Licht - zu emittieren, wird besonders problematisch, wenn das Eingangslicht in längeren Impulsen oder kontinuierlichen Balken geliefert wird.
In diesen Situationen erfolgt die Trägerinjektion auf einer Zeitskala ähnlich oder länger als der Augerlebensdauer, was zu einem schnellen Trägerverlust führt und den für die Lasern benötigten Bevölkerungsumkehr auf den Build - verhindert. Durch die Unterdrückung dieses Prozesses konnten die Forscher die für eine effiziente stimulierten Emission erforderlichen Trägerdichten aufrechterhalten.
Mit ihren optimierten Filmen erstellte das Team einen einzelnen - -Modus vertikal - Hohlraumoberfläche -, der Laser (VCSEL) emittierte, der einen niedrigen Lasing -Schwellenwert von 17,3 μj/cm² und einen beeindruckenden Qualitätsfaktor von 3850 unter Quasi -Pumpen erreichte. Diese Aufführung ist die beste, die bisher für einen Perovskit -Laser in diesem Regime gemeldet wurde.
Die Ergebnisse weisen auf eine praktische Route hin, um hoch {- Leistung perovskit -Laser zu machen, die unter echtem kontinuierlichem - Wellen oder elektrisch angetriebenen Bedingungen - -Key -Meilensteine für ihre Integration in zukünftige photonische Chips und potenziell flexible oder markable optoelektronische Geräte funktionieren könnten.
