Am flynyddoedd, mae peirianwyr wedi ceisio ffyrdd gwell o adeiladu laserau bach, effeithlon y gellir eu hintegreiddio'n uniongyrchol ar sglodion silicon, cam allweddol tuag at gyfathrebu a chyfrifiadur optegol cyflymach a mwy galluog.
Gwneir laserau masnachol heddiw yn bennaf o iii - v lled -ddargludyddion a dyfir ar swbstradau arbenigol - proses sy'n eu gwneud yn anodd ac yn gostus i'w cyfuno â thechnoleg silicon prif ffrwd. Mae'r holl ffilmiau perovskite anorganig - wedi dod i'r amlwg fel dewis arall addawol oherwydd gellir eu cynhyrchu'n rhad, gweithio gyda llawer o fathau o swbstrad, ac yn cynnig priodweddau optegol cryf.
Ond mae un rhwystr mawr wedi sefyll yn y ffordd: ar dymheredd yr ystafell, mae wedi bod yn anodd cael laserau perovskite i redeg mewn moddau parhaus neu agos at - heb golli eu cludwyr gwefr yn gyflym i effaith a elwir yn ailgyfuno auger.
Mae tîm ymchwil ym Mhrifysgol Zhejiang bellach wedi dangos dull syml i oresgyn y broblem hon, gan arwain at gofnod - gosod perfformiad ar gyfer laserau perovskite o dan - gweithrediad parhaus.
Fel yr adroddir ynFfotoneg Uwch, mae eu dull yn defnyddio ychwanegyn amoniwm cyfnewidiol yn ystod y broses anelio o ffilmiau perovskite polycrystalline. Mae'r ychwanegyn hwn yn sbarduno "ailadeiladu cyfnod" sy'n cael gwared ar gyfnodau dimensiwn - diangen, gan leihau sianeli sy'n cyflymu ailgyfuno auger. Y canlyniad yw strwythur 3D pur sy'n cadw'r cludwyr gwefr yn well ar gyfer lasio, heb ychwanegu colled optegol sylweddol.
Er mwyn deall y gwelliant, dadansoddodd y tîm sut mae electronau a thyllau yn ailgyfuno o dan wahanol amodau pwmpio. Mae ailgyfuno auger - lle rhoddir egni o electron ailgyfuno - pâr twll i gludwr arall yn lle ei ollwng fel golau - yn dod yn arbennig o broblemus pan fydd y golau mewnbwn yn cael ei ddanfon mewn corbys hirach neu drawstiau parhaus.
Yn y sefyllfaoedd hynny, mae chwistrelliad cludwr yn digwydd ar amserlen debyg i neu'n hirach nag oes Auger, gan arwain at golli cludwr yn gyflym ac atal yr adeilad - i fyny gwrthdroad y boblogaeth sydd ei angen ar gyfer lasing. Trwy atal y broses hon, llwyddodd yr ymchwilwyr i gynnal dwysedd y cludwyr sy'n ofynnol ar gyfer allyriadau ysgogol effeithlon.
Gyda'u ffilmiau optimized, adeiladodd y tîm sengl - modd fertigol - arwyneb ceudod - yn allyrru laser (vcsel) a gyflawnodd drothwy lasing isel o 17.3 μj/cm² a ffactor quasi}. Mae'r perfformiad hwn yn nodi'r gorau a adroddwyd hyd yma ar gyfer laser perovskite yn y drefn hon.
Mae'r canlyniadau'n pwyntio tuag at lwybr ymarferol ar gyfer gwneud laserau perovskite perfformiad uchel - a allai weithio o dan wir don barhaus - ton neu amodau sy'n cael eu gyrru'n drydanol - cerrig milltir allweddol ar gyfer eu integreiddio i mewn i sglodion ffotonig yn y dyfodol ac o bosibl yn hyblyg neu ddefosiwn sydd yn hyblyg neu o bosibl yn hyblyg.
