Per anni, gli ingegneri hanno cercato modi migliori per costruire laser minuscoli ed efficienti che possono essere integrati direttamente su chip di silicio, un passo chiave verso comunicazioni ottiche più veloci e più capaci.
I laser commerciali di oggi sono per lo più realizzati da III - V semiconduttori coltivati su substrati specializzati - un processo che li rende difficili e costosi da combinare con la tecnologia del silicio tradizionale. Tutti i film di perovskite inorganici - sono emersi come un'alternativa promettente perché possono essere prodotte a buon mercato, funzionano con molti tipi di substrato e offrono forti proprietà ottiche.
Ma un grande ostacolo si è messo in mezzo: a temperatura ambiente, è stato difficile far funzionare i laser perovskite in modalità continui continui o vicini a - senza perdere rapidamente i portatori di carica con un effetto noto come ricombinazione augeria.
Un team di ricerca dell'Università di Zhejiang ha ora dimostrato un metodo semplice per superare questo problema, portando a registrare - Impostazione delle prestazioni per i laser perovskite sotto vicino - operazione continua.
Come riportato inFotonica avanzataIl loro approccio utilizza un volatile additivo di ammonio durante il processo di ricottura dei film policristallini perovskite. Questo additivo innesca una "ricostruzione di fase" che rimuove le fasi dimensionali a bassa -, riducendo i canali che accelerano la ricombinazione della coclea. Il risultato è una struttura 3D pura che preserva meglio i portatori di carica necessari per il laser, senza aggiungere una perdita ottica significativa.
Per comprendere il miglioramento, il team ha analizzato come gli elettroni e i fori si ricombino in diverse condizioni di pompaggio. Auger Recombination - in cui l'energia da una coppia di fori di ricombinazione - viene data a un altro vettore invece di emettere come luce - diventa particolarmente problematica quando la luce di input viene consegnata in impulsi più lunghi o raggi continui.
In tali situazioni, l'iniezione del vettore si verifica su una scala temporale simile o più a lungo della durata della coclea, portando a una rapida perdita del vettore e prevenendo la costruzione - in aumento dell'inversione della popolazione necessaria per il lasing. Sopprendendo questo processo, i ricercatori sono stati in grado di sostenere le densità del vettore richieste per un'emissione stimolata efficiente.
Con i loro film ottimizzati, il team ha costruito un singolo - modalità verticale - superficie della cavità - emettendo Laser (VCSel) che ha ottenuto una soglia di lising bassa di 17,3 μj/cm² e un fattore di qualità impressionante di 3850 sotto quasi 5}} nanoscond. Questa performance segna la migliore segnalata fino ad oggi per un laser perovskite in questo regime.
I risultati indicano un percorso pratico per realizzare laser alti - Performance perovskite che potrebbero funzionare con vere condizioni - ondate o a Wave elettricamente elettriche.
