Recentemente, il team formato dal professor David Di della Scuola di scienza e ingegneria optoelettronica dell'Università di Zhejiang/Haining International Joint College, il ricercatore Zou Chen e il professor Zhao Baodan hanno sviluppato il primo laser a perovskite azionato elettricamente al mondo. Si tratta di un laser a "doppia-cavità" contenente due microcavità ottiche. Integra una subunità a microcavità a cristallo singolo-di perovskite a bassa-soglia e una subunità LED a microcavità di perovskite ad alta-potenza nello stesso dispositivo, formando una struttura multistrato-impilata verticalmente.
Questo nuovo laser a semiconduttore richiede una corrente minima (corrente di soglia) di 92 A/cm² per emettere luce, che è un ordine di grandezza inferiore a quella dei migliori laser a semiconduttore organici. Presenta inoltre un'eccellente stabilità e consente una modulazione rapida con una larghezza di banda di 36,2 MHz, rendendolo un candidato promettente per applicazioni nella trasmissione di dati su chip, nell'informatica e nella biomedicina. Il documento di ricerca è stato pubblicato su *Nature* il 27 agosto.
Esistono numerosi tipi di laser e attualmente nuovi materiali laser come semiconduttori perovskite, semiconduttori organici e punti quantici stanno dimostrando vantaggi significativi. Tra questi materiali, i semiconduttori di perovskite rappresentano una promessa tecnica eccezionale grazie ai loro spettri di emissione regolabili (in grado di produrre vari colori) e alle soglie di emissione laser estremamente basse in condizioni di pompaggio ottico (ovvero, guidato dalla luce).
Tuttavia, lo sviluppo di laser a perovskite azionati elettricamente è stato per lungo tempo la sfida più grande nel campo dell’optoelettronica della perovskite e rimane un obiettivo condiviso perseguito da numerosi gruppi di ricerca in tutto il mondo.
"Per ottenere un'emissione laser azionata elettricamente, abbiamo inventato una struttura integrata a doppia-cavità. Il nostro approccio prevede l'integrazione compatta di una subunità LED di perovskite con microcavità ad alta-potenza con una subunità di microcavità di perovskite a singolo cristallo-di alta qualità con un singolo dispositivo," ha spiegato David Di, l'autore corrispondente dell'articolo. Questo dispositivo accoppia in modo efficiente il gran numero di fotoni generati dal LED di perovskite a microcavità sotto eccitazione elettrica in una seconda microcavità, dove eccitano il mezzo di guadagno di perovskite a cristallo singolo-per generare luce laser.
"Sebbene il principio del funzionamento elettro{0}}integrato non sia complesso di per sé, abbiamo comunque dovuto affrontare numerose sfide quando abbiamo iniziato a fabbricare il laser", ha affermato Zou Chen, uno degli autori dell'articolo. Mentre il team superava ogni ostacolo uno per uno, un indescrivibile senso di gioia ed eccitazione si è diffuso quando hanno osservato per la prima volta il tanto atteso spettro laser-con la guida elettrica.
