Протягом багатьох років інженери шукали кращих способів побудови крихітних, ефективних лазерів, які можна інтегрувати безпосередньо на кремнієві мікросхеми, ключовий крок до більш швидких, більш здатних оптичних комунікацій та обчислень.
Сьогоднішні комерційні лазери здебільшого виготовляються з III - V напівпровідників, вирощених на спеціалізованих субстратах - Процес, який робить їх важкими та дорогими для поєднання з основною технологією кремнію. Усі - неорганічні плівки перовскіту стали перспективною альтернативою, оскільки вони можуть бути недорого виробляються, працюють з багатьма типами підкладки та пропонують сильні оптичні властивості.
Але одна головна перешкода стояла на шляху: при кімнатній температурі важко було змусити перовскітських лазерів працювати в безперервних або поблизу - безперервних режимів, не втрачаючи швидкості зарядки на ефект, відомий як рекомбінація шнека.
Дослідницька група в університеті Чжецзян продемонструвала простий метод подолання цієї проблеми, що призведе до запису - встановлення продуктивності для лазерів Perovskite під близькими - безперервної роботи.
Як повідомлялося вРозширена фотоніка, їх підхід використовує летючу адитивку амонію під час процесу відпалу полікристалічних плівок перовскіту. Ця добавка запускає "фазову реконструкцію", яка видаляє небажані низькі - розмірні фази, зменшуючи канали, що прискорюють рекомбінацію шнека. Результатом є чиста 3D -структура, яка краще зберігає носії заряду, необхідні для лазування, не додаючи значних оптичних втрат.
Щоб зрозуміти вдосконалення, команда проаналізувала, як рекомбінні електрони та отвори в різних умовах насосів. Рекомбінація штату -, де енергія з рекомбінгового електрона - пари отвору надається іншим носієм, а не випромінюється як світло -} стає особливо проблематичним, коли вхідне світло подається в довших імпульсах або безперервних променях.
У цих ситуаціях ін'єкція носій відбувається на часовій масштабі, аналогічній або довшій, ніж термін експлуатації шнека, що призводить до швидкої втрати носіїв та запобігання збірці - підняття інверсії населення, необхідної для відведення. Пригнічуючи цей процес, дослідники змогли підтримувати щільність носія, необхідні для ефективного стимульованого випромінювання.
With their optimized films, the team built a single-mode vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) that achieved a low lasing threshold of 17.3 μJ/cm² and an impressive quality factor of 3850 under quasi-continuous nanosecond pumping. Ця продуктивність відзначає найкраще, що на сьогодні повідомляється про лазер Perovskite в цьому режимі.
Результати вказують на практичний маршрут для виготовлення високих - продуктивності Perovskite Lasers, які могли б працювати в справжніх безперервних - хвилі або електрично керовані умови - ключові віхи для їх інтеграції в майбутні фотонічні чіпи та потенційно гнучкі або носячі оптоелектронні пристрої.
