പെക്കിംഗ് യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഒരു പെറോവ്സ്കൈറ്റ് തുടർച്ചയായി തിരിച്ചറിഞ്ഞുലേസർ ഉറവിടം1 ചതുരശ്ര മൈക്രോണിനേക്കാൾ ചെറുത്
ഓൺ-ചിപ്പ് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഇൻ്റർകണക്ഷൻ്റെ (<10 fJ bit-1) കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗ ആവശ്യകത നിറവേറ്റുന്നതിന് 1μm2-ൽ താഴെയുള്ള ഉപകരണ വിസ്തീർണ്ണമുള്ള ഒരു തുടർച്ചയായ ലേസർ ഉറവിടം നിർമ്മിക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഉപകരണത്തിൻ്റെ വലുപ്പം കുറയുമ്പോൾ, ഒപ്റ്റിക്കൽ, മെറ്റീരിയൽ നഷ്ടങ്ങൾ ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുന്നു, അതിനാൽ സബ്-മൈക്രോൺ ഉപകരണ വലുപ്പവും ലേസർ സ്രോതസ്സുകളുടെ തുടർച്ചയായ ഒപ്റ്റിക്കൽ പമ്പിംഗും കൈവരിക്കുന്നത് വളരെ വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞതാണ്. സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, ഹാലൈഡ് പെറോവ്സ്കൈറ്റ് മെറ്റീരിയലുകൾ അവയുടെ ഉയർന്ന ഒപ്റ്റിക്കൽ നേട്ടവും അതുല്യമായ എക്‌സിറ്റോൺ പോളാരിറ്റൺ ഗുണങ്ങളും കാരണം തുടർച്ചയായ ഒപ്റ്റിക്കലി പമ്പ് ചെയ്ത ലേസറുകളുടെ മേഖലയിൽ വിപുലമായ ശ്രദ്ധ നേടിയിട്ടുണ്ട്. ഇതുവരെ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്ത പെറോവ്സ്കൈറ്റ് തുടർച്ചയായ ലേസർ സ്രോതസ്സുകളുടെ ഉപകരണ വിസ്തീർണ്ണം ഇപ്പോഴും 10μm2-ൽ കൂടുതലാണ്, കൂടാതെ സബ്മൈക്രോൺ ലേസർ സ്രോതസ്സുകൾക്കെല്ലാം ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നതിന് ഉയർന്ന പമ്പ് എനർജി ഡെൻസിറ്റി ഉള്ള പൾസ്ഡ് ലൈറ്റ് ആവശ്യമാണ്.
ഈ വെല്ലുവിളിക്ക് മറുപടിയായി, സ്‌കൂൾ ഓഫ് മെറ്റീരിയൽസ് സയൻസ് ആൻഡ് എഞ്ചിനീയറിംഗ് ഓഫ് പെക്കിംഗ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ഷാങ് ക്വിംഗിൻ്റെ ഗവേഷണ സംഘം 0.65μm2 വരെ കുറഞ്ഞ ഉപകരണ വിസ്തീർണ്ണമുള്ള തുടർച്ചയായ ഒപ്റ്റിക്കൽ പമ്പിംഗ് ലേസർ സ്രോതസ്സുകൾ നേടുന്നതിന് ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള പെറോവ്സ്കൈറ്റ് സബ്മൈക്രോൺ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ മെറ്റീരിയലുകൾ വിജയകരമായി തയ്യാറാക്കി. അതേ സമയം, ഫോട്ടോൺ വെളിപ്പെടുന്നു. സബ്മൈക്രോൺ തുടർച്ചയായ ഒപ്റ്റിക്കലി പമ്പ് ചെയ്ത ലേസിംഗ് പ്രക്രിയയിലെ എക്‌സിറ്റോൺ പോളാരിറ്റോണിൻ്റെ സംവിധാനം ആഴത്തിൽ മനസ്സിലാക്കിയിട്ടുണ്ട്, ഇത് ചെറിയ വലുപ്പത്തിലുള്ള ലോ ത്രെഷോൾഡ് അർദ്ധചാലക ലേസറുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിന് ഒരു പുതിയ ആശയം നൽകുന്നു. "1 μm2-ന് താഴെയുള്ള ഉപകരണ വിസ്തീർണ്ണമുള്ള തുടർച്ചയായ വേവ് പമ്പ് ചെയ്ത പെറോവ്സ്കൈറ്റ് ലേസർ" എന്ന തലക്കെട്ടിലുള്ള പഠനത്തിൻ്റെ ഫലങ്ങൾ അടുത്തിടെ അഡ്വാൻസ്ഡ് മെറ്റീരിയലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു.
ഈ സൃഷ്ടിയിൽ, അജൈവ പെറോവ്സ്കൈറ്റ് CsPbBr3 സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ മൈക്രോൺ ഷീറ്റ് സഫയർ അടിവസ്ത്രത്തിൽ രാസ നീരാവി നിക്ഷേപം വഴി തയ്യാറാക്കി. പെറോവ്സ്കൈറ്റ് എക്‌സിറ്റോണുകൾ ഊഷ്മാവിൽ സൗണ്ട് വാൾ മൈക്രോകാവിറ്റി ഫോട്ടോണുകളുമായി ശക്തമായി സംയോജിപ്പിക്കുന്നത് എക്‌സിറ്റോണിക് പോളാരിറ്റോൺ രൂപപ്പെടുന്നതിന് കാരണമായി. ലീനിയർ മുതൽ നോൺലീനിയർ എമിഷൻ തീവ്രത, ഇടുങ്ങിയ രേഖയുടെ വീതി, എമിഷൻ ധ്രുവീകരണ പരിവർത്തനം, പരിധിയിലെ സ്പേഷ്യൽ കോഹറൻസ് ട്രാൻസ്ഫോർമേഷൻ എന്നിങ്ങനെയുള്ള തെളിവുകളുടെ ഒരു പരമ്പരയിലൂടെ, സബ്-മൈക്രോൺ വലുപ്പമുള്ള CsPbBr3 സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ തുടർച്ചയായ ഒപ്റ്റിക്കലി പമ്പ് ചെയ്ത ഫ്ലൂറസെൻസ് ലേസ് സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഉപകരണ വിസ്തീർണ്ണം. 0.65μm2 വരെ കുറവാണ്. അതേ സമയം, സബ്മൈക്രോൺ ലേസർ ഉറവിടത്തിൻ്റെ പരിധി വലിയ വലിപ്പത്തിലുള്ള ലേസർ സ്രോതസ്സുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതാണെന്നും അത് കുറവായിരിക്കുമെന്നും കണ്ടെത്തി (ചിത്രം 1).
ചിത്രം 1. തുടർച്ചയായ ഒപ്റ്റിക്കലി പമ്പ് ചെയ്ത സബ്മൈക്രോൺ CsPbBr3ലേസർ പ്രകാശ സ്രോതസ്സ്
കൂടാതെ, ഈ കൃതി പരീക്ഷണാത്മകമായും സൈദ്ധാന്തികമായും പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ സബ്മൈക്രോൺ തുടർച്ചയായ ലേസർ സ്രോതസ്സുകളുടെ സാക്ഷാത്കാരത്തിൽ എക്‌സിറ്റോൺ-പോളറൈസ്ഡ് എക്‌സിറ്റോണുകളുടെ സംവിധാനം വെളിപ്പെടുത്തുന്നു. സബ്മൈക്രോൺ പെറോവ്‌സ്‌കൈറ്റുകളിലെ മെച്ചപ്പെടുത്തിയ ഫോട്ടോൺ-എക്‌സിറ്റോൺ കപ്ലിംഗ് ഗ്രൂപ്പ് റിഫ്രാക്‌റ്റീവ് ഇൻഡക്‌സിൽ ഏകദേശം 80 ആയി ഗണ്യമായ വർദ്ധനവിന് കാരണമാകുന്നു, ഇത് മോഡ് നഷ്ടം നികത്താൻ മോഡ് നേട്ടം ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഇത് ഒരു പെറോവ്സ്കൈറ്റ് സബ്മൈക്രോൺ ലേസർ സ്രോതസ്സിനും ഉയർന്ന ഫലപ്രദമായ മൈക്രോകാവിറ്റി ഗുണനിലവാര ഘടകത്തിനും ഇടുങ്ങിയ എമിഷൻ ലൈൻവിഡ്ത്തിനും കാരണമാകുന്നു (ചിത്രം 2). മറ്റ് അർദ്ധചാലക വസ്തുക്കളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ചെറിയ വലിപ്പത്തിലുള്ള, കുറഞ്ഞ പരിധിയിലുള്ള ലേസറുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള പുതിയ ഉൾക്കാഴ്ചകളും ഈ സംവിധാനം നൽകുന്നു.
ചിത്രം 2. എക്‌സിറ്റോണിക് പോളാരിസോണുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന സബ്-മൈക്രോൺ ലേസർ ഉറവിടത്തിൻ്റെ സംവിധാനം
പീക്കിംഗ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ സ്‌കൂൾ ഓഫ് മെറ്റീരിയൽസ് സയൻസ് ആൻഡ് എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ നിന്നുള്ള 2020-ലെ ഷിബോ വിദ്യാർത്ഥിയായ സോംഗ് ജിപെങ് പേപ്പറിൻ്റെ ആദ്യ രചയിതാവാണ്, പേപ്പറിൻ്റെ ആദ്യ യൂണിറ്റ് പീക്കിംഗ് യൂണിവേഴ്‌സിറ്റിയാണ്. Zhang Qing, സിന്ഗ്വ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ഫിസിക്സ് പ്രൊഫസറായ Xiong Qihua എന്നിവരാണ് ബന്ധപ്പെട്ട എഴുത്തുകാർ. ചൈനയിലെ നാഷണൽ നാച്ചുറൽ സയൻസ് ഫൗണ്ടേഷനും മികച്ച യുവജനങ്ങൾക്കായുള്ള ബീജിംഗ് സയൻസ് ഫൗണ്ടേഷനും ഈ പ്രവർത്തനത്തെ പിന്തുണച്ചു.
പോസ്റ്റ് സമയം: സെപ്റ്റംബർ-12-2023