पेकिंग विश्वविद्यालय को एक पेरोव्स्काइट निरंतर का एहसास हुआलेजर स्रोत1 वर्ग माइक्रोन से छोटा
ऑन-चिप ऑप्टिकल इंटरकनेक्शन (<10 एफजे बिट-1) की कम ऊर्जा खपत आवश्यकता को पूरा करने के लिए 1μm2 से कम डिवाइस क्षेत्र के साथ एक सतत लेजर स्रोत का निर्माण करना महत्वपूर्ण है।हालाँकि, जैसे-जैसे डिवाइस का आकार घटता है, ऑप्टिकल और भौतिक नुकसान काफी बढ़ जाते हैं, इसलिए सब-माइक्रोन डिवाइस का आकार प्राप्त करना और लेजर स्रोतों की निरंतर ऑप्टिकल पंपिंग बेहद चुनौतीपूर्ण होती है।हाल के वर्षों में, हैलाइड पेरोव्स्काइट सामग्रियों ने अपने उच्च ऑप्टिकल लाभ और अद्वितीय एक्साइटन पोलरिटोन गुणों के कारण निरंतर ऑप्टिकली पंप किए गए लेजर के क्षेत्र में व्यापक ध्यान आकर्षित किया है।अब तक रिपोर्ट किए गए पेरोव्स्काइट निरंतर लेजर स्रोतों का उपकरण क्षेत्र अभी भी 10μm2 से अधिक है, और सबमाइक्रोन लेजर स्रोतों को उत्तेजित करने के लिए उच्च पंप ऊर्जा घनत्व के साथ स्पंदित प्रकाश की आवश्यकता होती है।
इस चुनौती के जवाब में, पेकिंग विश्वविद्यालय के स्कूल ऑफ मैटेरियल्स साइंस एंड इंजीनियरिंग के झांग क्विंग के अनुसंधान समूह ने 0.65μm2 से कम डिवाइस क्षेत्र के साथ निरंतर ऑप्टिकल पंपिंग लेजर स्रोतों को प्राप्त करने के लिए उच्च गुणवत्ता वाले पेरोव्स्काइट सबमाइक्रोन सिंगल क्रिस्टल सामग्री को सफलतापूर्वक तैयार किया।उसी समय, फोटॉन का पता चलता है।सबमाइक्रोन निरंतर ऑप्टिकली पंप लेज़िंग प्रक्रिया में एक्साइटन पोलरिटोन के तंत्र को गहराई से समझा गया है, जो छोटे आकार के कम थ्रेशोल्ड सेमीकंडक्टर लेज़रों के विकास के लिए एक नया विचार प्रदान करता है।अध्ययन के परिणाम, जिसका शीर्षक है, "कंटीन्यूअस वेव पंप्ड पेरोव्स्काइट लेजर विद डिवाइस एरिया विद 1 माइक्रोएम2", हाल ही में एडवांस्ड मटेरियल में प्रकाशित हुए थे।
इस कार्य में, रासायनिक वाष्प जमाव द्वारा नीलमणि सब्सट्रेट पर अकार्बनिक पेरोव्स्काइट CsPbBr3 सिंगल क्रिस्टल माइक्रोन शीट तैयार की गई थी।यह देखा गया कि कमरे के तापमान पर ध्वनि दीवार माइक्रोकैविटी फोटॉन के साथ पेरोव्स्काइट एक्सिटॉन के मजबूत युग्मन के परिणामस्वरूप एक्साइटोनिक पोलरिटोन का निर्माण हुआ।सबूतों की एक श्रृंखला के माध्यम से, जैसे कि रैखिक से गैर-रेखीय उत्सर्जन तीव्रता, संकीर्ण रेखा चौड़ाई, उत्सर्जन ध्रुवीकरण परिवर्तन और थ्रेशोल्ड पर स्थानिक सुसंगतता परिवर्तन, उप-माइक्रोन आकार के CsPbBr3 एकल क्रिस्टल के निरंतर ऑप्टिकली पंप प्रतिदीप्ति लेज़ की पुष्टि की जाती है, और डिवाइस क्षेत्र 0.65μm2 जितना कम है।साथ ही, यह पाया गया कि सबमाइक्रोन लेजर स्रोत की सीमा बड़े आकार के लेजर स्रोत के बराबर है, और इससे भी कम हो सकती है (चित्र 1)।
चित्र 1. सतत ऑप्टिकली पंप सबमाइक्रोन CsPbBr3लेजर प्रकाश स्रोत
इसके अलावा, यह कार्य प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक रूप से दोनों की खोज करता है, और सबमाइक्रोन निरंतर लेजर स्रोतों की प्राप्ति में एक्सिटॉन-ध्रुवीकृत एक्साइटॉन के तंत्र का खुलासा करता है।सबमाइक्रोन पेरोव्स्काइट्स में उन्नत फोटॉन-एक्सिटॉन युग्मन के परिणामस्वरूप समूह अपवर्तक सूचकांक में लगभग 80 तक उल्लेखनीय वृद्धि होती है, जो मोड हानि की भरपाई के लिए मोड लाभ को काफी हद तक बढ़ा देता है।इसके परिणामस्वरूप एक उच्च प्रभावी माइक्रोकैविटी गुणवत्ता कारक और एक संकीर्ण उत्सर्जन लाइनविड्थ (चित्रा 2) के साथ एक पेरोव्स्काइट सबमाइक्रोन लेजर स्रोत भी प्राप्त होता है।यह तंत्र अन्य अर्धचालक सामग्रियों के आधार पर छोटे आकार, कम सीमा वाले लेजर के विकास में नई अंतर्दृष्टि भी प्रदान करता है।
चित्रा 2. एक्सिटोनिक पोलरिज़ॉन का उपयोग करके उप-माइक्रोन लेजर स्रोत का तंत्र
पेकिंग यूनिवर्सिटी के स्कूल ऑफ मैटेरियल्स साइंस एंड इंजीनियरिंग के 2020 ज़ीबो छात्र सॉन्ग जिएपेंग पेपर के पहले लेखक हैं, और पेकिंग यूनिवर्सिटी पेपर की पहली इकाई है।झांग क्विंग और ज़िओंग किहुआ, सिंघुआ विश्वविद्यालय में भौतिकी के प्रोफेसर, संबंधित लेखक हैं।इस कार्य को चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन और उत्कृष्ट युवा लोगों के लिए बीजिंग साइंस फाउंडेशन द्वारा समर्थित किया गया था।
पोस्ट करने का समय: सितम्बर-12-2023