પેકિંગ યુનિવર્સિટીને 1 ચોરસ માઇક્રોન કરતા નાના પેરોવસ્કાઇટ સતત લેસર સ્રોતનો અહેસાસ થયો

પેકિંગ યુનિવર્સિટીને પેરોવસ્કાઇટ સતત સમજાયુંલેસર સ્ત્રોત1 ચોરસ માઇક્રોન કરતા નાના
ઓન-ચિપ opt પ્ટિકલ ઇન્ટરકનેક્શન (<10 એફજે બીઆઇટી -1) ની ઓછી energy ર્જા વપરાશની આવશ્યકતાને પહોંચી વળવા માટે 1μM2 કરતા ઓછા ઉપકરણ ક્ષેત્ર સાથે સતત લેસર સ્રોત બનાવવાનું મહત્વપૂર્ણ છે. જો કે, જેમ જેમ ડિવાઇસનું કદ ઓછું થાય છે, ઓપ્ટિકલ અને સામગ્રીના નુકસાનમાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે, તેથી પેટા-માઇક્રોન ડિવાઇસનું કદ પ્રાપ્ત કરવું અને લેસર સ્રોતોનું સતત opt પ્ટિકલ પમ્પિંગ અત્યંત પડકારજનક છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, હાયલાઇડ પેરોસ્કાઇટ સામગ્રીને તેમના opt પ્ટિકલ ગેઇન અને અનન્ય એક્સિટન પોલારિટન ગુણધર્મોને કારણે સતત opt પ્ટિકલી પમ્પ લેસરોના ક્ષેત્રમાં વિસ્તૃત ધ્યાન મળ્યું છે. પેરોવસ્કાઇટ સતત લેસર સ્રોતોનું ઉપકરણ ક્ષેત્ર હજી સુધી 10μm2 કરતા વધારે છે, અને સબમિક્રોન લેસર સ્રોતોને ઉત્તેજીત કરવા માટે ઉચ્ચ પંપ energy ર્જાની ઘનતાવાળા પલ્સવાળા પ્રકાશની જરૂર પડે છે.

આ પડકારના જવાબમાં, પેકિંગ યુનિવર્સિટીના સ્કૂલ Material ફ મટિરીયલ્સ સાયન્સ એન્ડ એન્જિનિયરિંગમાંથી ઝાંગ કિંગના સંશોધન જૂથે 0.65μm2 જેટલા નીચા ઉપકરણ ક્ષેત્ર સાથે સતત opt પ્ટિકલ પમ્પિંગ લેસર સ્રોતો પ્રાપ્ત કરવા માટે ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા પેરોવસ્કાઇટ સબમિક્રોન સિંગલ ક્રિસ્ટલ મટિરિયલ્સને સફળતાપૂર્વક તૈયાર કરી. તે જ સમયે, ફોટોન પ્રગટ થાય છે. સબમિક્રોનમાં સતત opt પ્ટિકલી પમ્પ લેસિંગ પ્રક્રિયામાં એક્સિટન ધ્રુવીયની પદ્ધતિ deeply ંડેથી સમજી શકાય છે, જે નાના કદના નીચા થ્રેશોલ્ડ સેમિકન્ડક્ટર લેસરના વિકાસ માટે એક નવો વિચાર પ્રદાન કરે છે. અભ્યાસના પરિણામો, "1 μM2 ની નીચે ઉપકરણ ક્ષેત્રવાળા સતત તરંગ પમ્પ્ડ પેરોસ્કાઇટ લેસરો" શીર્ષક, તાજેતરમાં અદ્યતન સામગ્રીમાં પ્રકાશિત કરવામાં આવ્યા હતા.

આ કાર્યમાં, રાસાયણિક વરાળના જુબાની દ્વારા નીલમ સબસ્ટ્રેટ પર અકાર્બનિક પેરોવસ્કાઇટ સીએસપીબીબીઆર 3 સિંગલ ક્રિસ્ટલ માઇક્રોન શીટ તૈયાર કરવામાં આવી હતી. તે જોવા મળ્યું હતું કે ઓરડાના તાપમાને ધ્વનિ દિવાલ માઇક્રોકેવિટી ફોટોન સાથે પેરોવસ્કાઇટ ઉત્તેજનાના મજબૂત જોડાણના પરિણામે એક્સિટોનિક પોલારિટનની રચના થઈ. રેખીયથી નોનલાઇનર ઉત્સર્જનની તીવ્રતા, સાંકડી લાઇનની પહોળાઈ, ઉત્સર્જન ધ્રુવીકરણ પરિવર્તન અને થ્રેશોલ્ડ પર અવકાશી સુસંગતતા પરિવર્તન જેવા પુરાવાઓની શ્રેણી દ્વારા, સબ-માઇક્રોન-કદના સીએસપીબીબીઆર 3 સિંગલ ક્રિસ્ટલની સતત opt પ્ટિકલી પમ્પ્ડ ફ્લોરોસન્સ લેઝની પુષ્ટિ થાય છે, અને ઉપકરણ ક્ષેત્ર 0.65μm2 જેટલું ઓછું છે. તે જ સમયે, એવું જોવા મળ્યું કે સબમિક્રોન લેસર સ્રોતની થ્રેશોલ્ડ મોટા કદના લેસર સ્રોત સાથે તુલનાત્મક છે, અને તે પણ નીચી હોઈ શકે છે (આકૃતિ 1).

આકૃતિ 1. સતત opt પ્ટિકલી પમ્પ સબમિક્રોન સીએસપીબીબીઆર 3લેસર પ્રકાશ સ્ત્રોત

આગળ, આ કાર્ય પ્રાયોગિક અને સૈદ્ધાંતિક રીતે બંનેની શોધ કરે છે, અને સબમિક્રોન સતત લેસર સ્રોતોની અનુભૂતિમાં એક્સિટન-ધ્રુવીકૃત ઉત્તેજનાની પદ્ધતિને પ્રગટ કરે છે. સબમીક્રોન પેરોસ્કીટ્સમાં ઉન્નત ફોટોન-એક્ઝિટન કપ્લિંગના પરિણામે જૂથ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સમાં નોંધપાત્ર વધારો થાય છે, જે મોડ ખોટને વળતર આપવા માટે મોડ ગેઇનમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે. આનાથી પેરોવસ્કાઇટ સબમિક્રોન લેસર સ્રોત પણ ઉચ્ચ અસરકારક માઇક્રોકેવિટી ગુણવત્તા પરિબળ અને સાંકડી ઉત્સર્જન લાઇનવિડ્થ (આકૃતિ 2) સાથે આવે છે. મિકેનિઝમ અન્ય સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીના આધારે નાના કદના, લો-થ્રેશોલ્ડ લેસરોના વિકાસની નવી આંતરદૃષ્ટિ પણ પ્રદાન કરે છે.

આકૃતિ 2. એક્સિટોનિક ધ્રુવીયનો ઉપયોગ કરીને પેટા-માઇક્રોન લેસર સ્રોતની પદ્ધતિ

પેકિંગ યુનિવર્સિટીના સ્કૂલ Material ફ મટિરીયલ્સ સાયન્સ એન્ડ એન્જિનિયરિંગના 2020 ઝિબો વિદ્યાર્થી સોંગ જિપેંગ, પેપરનો પ્રથમ લેખક છે, અને પેકિંગ યુનિવર્સિટી પેપરનું પ્રથમ એકમ છે. ઝંગ કિંગ અને ઝિઓંગ કહુઆ, સિંઘુઆ યુનિવર્સિટીના ભૌતિકશાસ્ત્રના પ્રોફેસર, અનુરૂપ લેખકો છે. આ કાર્યને ચીનના નેશનલ નેચરલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન અને બેઇજિંગ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન ફોર આઉટસ્ટેન્ડિંગ યુવાનો દ્વારા ટેકો મળ્યો હતો.