Baru -baru ini, satu pasukan yang diketuai oleh Profesor Di David, penyelidik Zou Chen, dan Profesor Zhao Baodan dari Kolej Sains Optik dan Kejuruteraan/Kolej Bersama Antarabangsa Zhejiang University membangunkan laser perovskite elektrik pertama di dunia. Laser "dual -" laser ini mengintegrasikan dua mikrokaviti optik, menggabungkan - ambang perovskite yang rendah {{3} {3} subunit mikro kristal
Jenis laser semikonduktor baru ini memerlukan ketumpatan arus minimum (arus ambang) 92 A/cm2 Untuk memancarkan cahaya laser, yang merupakan susunan magnitud yang lebih rendah daripada laser semikonduktor organik terbaik. Ia juga menunjukkan kestabilan yang baik dan boleh mencapai modulasi pesat pada jalur lebar 36.2 MHz, menjadikannya menjanjikan untuk aplikasi seperti - penghantaran data cip, pengkomputeran, dan bioperubatan. Kertas penyelidikan yang berkaitan diterbitkan dalam Alam pada 27 Ogos.
Terdapat pelbagai jenis laser, dan pada masa ini, bahan laser baru seperti semikonduktor perovskite, semikonduktor organik, dan titik kuantum menunjukkan kelebihan yang ketara. Di antara bahan -bahan ini, semikonduktor perovskite menonjol kerana spektrum pelepasan mereka yang boleh ditukar (mampu menghasilkan pelbagai warna) dan ambang pelepasan laser yang sangat rendah di bawah pam optik (iaitu, cahaya - yang didorong), menjadikannya sangat menjanjikan untuk aplikasi teknologi.
Walau bagaimanapun, membangunkan laser perovskite yang didorong oleh elektrik telah menjadi cabaran terbesar dalam bidang optoelektronik perovskite dan matlamat yang diikuti oleh banyak pasukan penyelidikan di seluruh dunia.
"Untuk mencapai pelepasan laser yang didorong oleh elektrik, kami mencipta struktur rongga dual - yang bersepadu. pengarang kertas yang sepadan. Peranti ini dengan cekap pasangan sebilangan besar foton yang dihasilkan oleh perovskite mikro yang teruja elektrik yang membawa kepada mikrokaviti kedua, menarik satu - crystal perovskite mendapatkan medium untuk menghasilkan cahaya laser. Laser bersepadu ini terdiri daripada dua mikrokaviti optik dengan kecekapan gandingan tinggi (82.7%). Di bawah denyutan elektrik, subunit LED perovskite microcavity menghasilkan kepadatan kuasa berseri puncak kira -kira 2.5 × 104MW/cm2, bersamaan dengan cahaya ultra - tinggi kira -kira 2.0 × 105W/sr/m2. Kuasa optik ini secara berkesan dipindahkan ke mikrokaviti kristal perovskite tunggal -, menyokong pelepasan laser.
"Laser semikonduktor baru ini telah menunjukkan potensi teknologi yang signifikan," kata Di David. Di bawah pengujaan elektrik, laser perovskite mempunyai arus ambang 92 a/cm2, yang merupakan perintah magnitud yang lebih rendah daripada laser organik yang didorong oleh elektrik yang terbaik. Selain itu, laser perovskite yang didorong elektrik mempamerkan kebolehulangan dan kestabilan yang lebih baik daripada laser organik dan boleh mencapai modulasi pesat pada lebar jalur 36.2 MHz.
Laser perovskite yang didorong elektrik boleh digunakan dalam pelbagai aplikasi, seperti penghantaran data optik, dan boleh berfungsi sebagai sumber cahaya yang koheren dalam cip fotonik bersepadu dan peranti yang boleh dipakai. Pasukan mendapati bahawa peranti itu boleh dimodulasi dengan cepat melalui denyutan elektrik pada lebar jalur 36.2 MHz. Kadar modulasi ini dicapai dengan mengurangkan kawasan berkesan peranti untuk meminimumkan rintangan - kapasitans (RC) dan menggunakan substrat silikon untuk meningkatkan pelesapan haba.
Zhao Baodan berkata, "Pada masa akan datang, kita perlu mengatasi batasan nanosecond - skala radiasi spontan jangka hayat mikro perovskite LED subunit untuk mencapai tahap GHz -
"Peralihan dari seni bina 'mengepam' semasa ke struktur diod laser yang lebih mudah akan menjadi kunci untuk penyelidikan masa depan, kerana ia akan membolehkan aplikasi optoelektronik yang lebih padat dan berskala," tambah Di David.