Pekingo Unibertsitateak perovskita jarraitu bat gauzatu zuenlaser iturriamikra karratu 1 baino txikiagoa
Garrantzitsua da laser-iturri etengabe bat eraikitzea 1μm2 baino txikiagoa duen gailuaren eremua, txiparen interkonexio optikoaren energia-kontsumo baxuko eskakizuna betetzeko (<10 fJ bit-1). Hala ere, gailuaren tamaina txikiagotzen den heinean, galera optiko eta materialak nabarmen handitzen dira, beraz, mikrometro azpiko gailuen tamaina eta laser iturrien ponpaketa optiko jarraitua lortzea oso zaila da. Azken urteotan, halogenuro perovskita-materialek arreta handia jaso dute optikoki ponpatutako etengabeko laserren alorrean, irabazi optiko handia eta kitzitoi-polariton propietate bereziengatik. Orain arte jakinarazitako perovskita etengabeko laser iturrien gailuaren eremua 10μm2 baino handiagoa da oraindik, eta submicron laser iturri guztiek ponpa-energia dentsitate handiagoa duen argi pultsatua behar dute estimulatzeko.
Erronka honi erantzunez, Pekingo Unibertsitateko Materialen Zientzia eta Ingeniaritza Eskolako Zhang Qing-en ikerketa-taldeak arrakastaz prestatu zituen kalitate handiko perovskita submicron kristal bakarreko materialak, ponpaketa optikoko laser iturri etengabeak lortzeko 0,65μm2-ko gailuaren eremua bezain baxua izateko. Aldi berean, fotoia agerian geratzen da. Optikoki ponpatutako laser bidezko etengabeko submikronen polaritonaren mekanismoa sakonki ulertzen da, eta horrek ideia berri bat ematen du tamaina txikiko atalase baxuko erdieroaleen laserrak garatzeko. "Continuous Wave Pumped Perovskite Lasers with Device Area Below 1 μm2" izeneko ikerketaren emaitzak Advanced Materials aldizkarian argitaratu dira.
Lan honetan, perovskita inorganikoa CsPbBr3 kristal bakarreko mikra xafla zafiroaren substratuan prestatu zen lurrun-deposizio kimikoaren bidez. Ikusi zen giro-tenperaturan perovskita kitzitoien akoplamendu sendoak soinu-hormako mikrobarnuntzako fotoiekin polariton kizitonikoaren eraketa eragin zuela. Ebidentzia batzuen bidez, hala nola, emisio-intentsitatea lineala eta ez-lineala, lerro-zabalera estua, igorpen-polarizazioaren eraldaketa eta koherentzia espazialaren eraldaketa atarian, mikrometro azpiko CsPbBr3 kristal bakarreko fluoreszentzia-lasa optikoki ponpatutako etengabea eta gailuaren eremua baieztatzen da. 0,65μm2 bezain txikia da. Aldi berean, aurkitu zen azpimikroneko laser iturriaren atalasea tamaina handiko laser iturriaren parekoa dela, eta txikiagoa izan daitekeela ere (1. irudia).
1. Irudia. Optikoki ponpatutako CsPbBr3 azpimikroi jarraitualaser argi iturria
Gainera, lan honek esperimentalki zein teorikoki aztertzen du, eta eszitoi-polarizatutako kitzitoien mekanismoa agerian uzten du laser-iturri jarraituen azpimikroen errealizazioan. Perovskitetan fotoi-ekziton akoplamendu hobetuak taldearen errefrakzio-indizearen igoera nabarmena da 80 ingurura, eta horrek moduaren irabazia nabarmen handitzen du modu galera konpentsatzeko. Honek, gainera, perovskita azpimikroizko laser iturri bat lortzen du, mikrobarrunbeen kalitate-faktore eraginkor handiagoarekin eta igorpen-lerro-zabalera estuagoa duena (2. irudia). Mekanismoak beste material erdieroale batzuetan oinarritutako tamaina txikiko eta atalase baxuko laserren garapenari buruzko ikuspegi berriak eskaintzen ditu.
2. Irudia. Laser-iturri azpimikronikoaren mekanismoa, polarizazio kizitonikoak erabiliz
Song Jiepeng, Pekingo Unibertsitateko Materialen Zientzia eta Ingeniaritza Eskolako 2020ko Zhiboko ikaslea, paperaren lehen egilea da eta Pekingo Unibertsitatea paperaren lehen unitatea. Zhang Qing eta Xiong Qihua, Tsinghua Unibertsitateko Fisikako irakaslea, dagozkien egileak dira. Lanak Txinako Natur Zientzien Fundazio Nazionalak eta Beijingo Gazte Bikainentzako Zientzia Fundazioak lagundu zuten.
Argitalpenaren ordua: 2023-09-12