Przez lata inżynierowie szukali lepszych sposobów budowania niewielkich, wydajnych laserów, które można zintegrować bezpośrednio z krzemowymi układami, kluczowym krokiem w kierunku szybszej, bardziej zdolnej komunikacji optycznej i przetwarzania.
Dzisiejsze komercyjne lasery są wykonane głównie z III - v półonductorów uprawianych na wyspecjalizowanych podłożach - proces, który utrudnia ich połączenie z technologią krzemu głównego nurtu. Wszystkie - nieorganiczne filmy perowskite pojawiły się jako obiecująca alternatywa, ponieważ można je uzyskać niedrogie, pracować z wieloma typami podłoża i oferują silne właściwości optyczne.
Ale jedna główna przeszkoda stała na przeszkodzie: w temperaturze pokojowej trudno było zmusić lasery perowskitowe do ciągłych lub bliskich - trybów ciągłych bez szybkiego utraty nośników ładowania w efekcie znanym jako rekombinacja Augera.
Zespół badawczy na Uniwersytecie Zhejiang zademonstrował teraz prostą metodę przezwyciężenia tego problemu, prowadząc do rejestrowania - wydajności laserów Perovskite pod bliską - ciągłą operację.
Jak podano wZaawansowana fotonika, Ich podejście wykorzystuje lotny dodatek amonu podczas procesu wyżarzania polikrystalicznych folii perowskitowych. Ta addytywne wyzwala „rekonstrukcję fazową”, która usuwa niechciane niskie fazy wymiarowe -, zmniejszając kanały, które przyspieszają rekombinację ślimaka. Rezultatem jest czysta struktura 3D, która lepiej zachowuje nośniki ładowania potrzebne do lasowania, bez dodawania znacznej straty optycznej.
Aby zrozumieć poprawę, zespół przeanalizował, w jaki sposób elektrony i otwory rekombinują w różnych warunkach pompowania. Rekombinacja Augera -, w której energia z rekombinującej elektron - jest podawana innym nośnikowi zamiast emitowanego jako światło -, staje się szczególnie problematyczne, gdy światło wejściowe jest dostarczane w dłuższych pulsach lub ciągłych belkach.
W takich sytuacjach wstrzyknięcie nośnika występuje w skali czasowej podobnej do życia ślimaka, co prowadzi do szybkiej utraty nośnika i zapobiegania kompilacji - inwersji populacji potrzebnej do lasowania. Stłumienie tego procesu, naukowcy byli w stanie utrzymać gęstość nośnika wymaganą do wydajnej stymulowanej emisji.
Dzięki swoim zoptymalizowanym filmom zespół zbudował pojedynczy tryb - pionowy - powierzchnia jamy - emitująca laser (VCSEL), który osiągnął niski próg Lasing Nanosecond o niskim poziomie nanosecond. Ta wydajność jest najlepiej zgłoszona do dotychczasowego lasera Perovskite w tym systemie.
Wyniki wskazują na praktyczną drogę do tworzenia wysokich - laserów perowskiego, które mogłyby działać pod prawdziwą ciągłą - Warunki oparte na fali lub elektroniczne delety optorelektroniczne -.
