പീക്കിംഗ് യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഒരു പെറോവ്സ്കൈറ്റ് തുടർച്ച തിരിച്ചറിഞ്ഞുലേസർ ഉറവിടം1 ചതുരശ്ര മൈക്രോണിനേക്കാൾ ചെറുത്
ഓൺ-ചിപ്പ് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഇന്റർകണക്ഷന്റെ (<10 fJ bit-1) കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗ ആവശ്യകത നിറവേറ്റുന്നതിന് 1μm2-ൽ താഴെയുള്ള ഉപകരണ വിസ്തീർണ്ണമുള്ള ഒരു തുടർച്ചയായ ലേസർ സ്രോതസ്സ് നിർമ്മിക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഉപകരണ വലുപ്പം കുറയുമ്പോൾ, ഒപ്റ്റിക്കൽ, മെറ്റീരിയൽ നഷ്ടങ്ങൾ ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുന്നു, അതിനാൽ സബ്-മൈക്രോൺ ഉപകരണ വലുപ്പവും ലേസർ സ്രോതസ്സുകളുടെ തുടർച്ചയായ ഒപ്റ്റിക്കൽ പമ്പിംഗും നേടുന്നത് വളരെ വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞതാണ്. സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, ഉയർന്ന ഒപ്റ്റിക്കൽ നേട്ടവും അതുല്യമായ എക്‌സിറ്റോൺ പോളാരിറ്റൺ ഗുണങ്ങളും കാരണം തുടർച്ചയായ ഒപ്റ്റിക്കലി പമ്പ് ചെയ്ത ലേസറുകളുടെ മേഖലയിൽ ഹാലൈഡ് പെറോവ്സ്കൈറ്റ് വസ്തുക്കൾക്ക് വിപുലമായ ശ്രദ്ധ ലഭിച്ചു. ഇതുവരെ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുള്ള പെറോവ്സ്കൈറ്റ് തുടർച്ചയായ ലേസർ സ്രോതസ്സുകളുടെ ഉപകരണ വിസ്തീർണ്ണം ഇപ്പോഴും 10μm2-ൽ കൂടുതലാണ്, കൂടാതെ സബ്മൈക്രോൺ ലേസർ സ്രോതസ്സുകൾക്കെല്ലാം ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നതിന് ഉയർന്ന പമ്പ് ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയുള്ള പൾസ്ഡ് ലൈറ്റ് ആവശ്യമാണ്.
ഈ വെല്ലുവിളിക്ക് മറുപടിയായി, പെക്കിംഗ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ സ്കൂൾ ഓഫ് മെറ്റീരിയൽസ് സയൻസ് ആൻഡ് എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ നിന്നുള്ള ഷാങ് ക്വിങ്ങിന്റെ ഗവേഷണ സംഘം 0.65μm2 വരെ കുറഞ്ഞ ഉപകരണ വിസ്തീർണ്ണമുള്ള തുടർച്ചയായ ഒപ്റ്റിക്കൽ പമ്പിംഗ് ലേസർ സ്രോതസ്സുകൾ നേടുന്നതിനായി ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള പെറോവ്സ്കൈറ്റ് സബ്മൈക്രോൺ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ മെറ്റീരിയലുകൾ വിജയകരമായി തയ്യാറാക്കി. അതേസമയം, ഫോട്ടോൺ വെളിപ്പെടുത്തുന്നു. സബ്മൈക്രോൺ തുടർച്ചയായ ഒപ്റ്റിക്കലി പമ്പ് ചെയ്ത ലേസിംഗ് പ്രക്രിയയിലെ എക്‌സിറ്റോൺ പോളാരിറ്റോണിന്റെ സംവിധാനം ആഴത്തിൽ മനസ്സിലാക്കിയിട്ടുണ്ട്, ഇത് ചെറിയ വലിപ്പത്തിലുള്ള ലോ ത്രെഷോൾഡ് സെമികണ്ടക്ടർ ലേസറുകളുടെ വികസനത്തിന് ഒരു പുതിയ ആശയം നൽകുന്നു. "1 μm2 ന് താഴെയുള്ള ഉപകരണ വിസ്തീർണ്ണമുള്ള തുടർച്ചയായ വേവ് പമ്പ് ചെയ്ത പെറോവ്സ്കൈറ്റ് ലേസറുകൾ" എന്ന തലക്കെട്ടിലുള്ള പഠനത്തിന്റെ ഫലങ്ങൾ അടുത്തിടെ അഡ്വാൻസ്ഡ് മെറ്റീരിയലുകളിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു.
ഈ പ്രവർത്തനത്തിൽ, രാസ നീരാവി നിക്ഷേപം വഴി നീലക്കല്ലിന്റെ അടിവസ്ത്രത്തിൽ അജൈവ പെറോവ്സ്കൈറ്റ് CsPbBr3 സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ മൈക്രോൺ ഷീറ്റ് തയ്യാറാക്കി. മുറിയിലെ താപനിലയിൽ സൗണ്ട് വാൾ മൈക്രോകാവിറ്റി ഫോട്ടോണുകളുമായി പെറോവ്സ്കൈറ്റ് എക്‌സിറ്റോണുകളുടെ ശക്തമായ സംയോജനം എക്‌സിറ്റോണിക് പോളാരിറ്റണിന്റെ രൂപീകരണത്തിന് കാരണമായതായി നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു. ലീനിയർ മുതൽ നോൺലീനിയർ എമിഷൻ തീവ്രത, ഇടുങ്ങിയ രേഖ വീതി, എമിഷൻ പോളറൈസേഷൻ പരിവർത്തനം, ത്രെഷോൾഡിലെ സ്പേഷ്യൽ കോഹെറൻസ് പരിവർത്തനം തുടങ്ങിയ നിരവധി തെളിവുകൾ വഴി, സബ്-മൈക്രോൺ വലുപ്പത്തിലുള്ള CsPbBr3 സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലിന്റെ തുടർച്ചയായ ഒപ്റ്റിക്കലി പമ്പ് ചെയ്ത ഫ്ലൂറസെൻസ് ലേസ് സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഉപകരണ വിസ്തീർണ്ണം 0.65μm2 വരെ കുറവാണ്. അതേസമയം, സബ്മൈക്രോൺ ലേസർ സ്രോതസ്സിന്റെ പരിധി വലിയ വലിപ്പത്തിലുള്ള ലേസർ സ്രോതസ്സിന്റേതിന് താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതാണെന്നും അത് കുറവായിരിക്കാമെന്നും 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 സൂചികയിൽ ഏകദേശം 80 ആയി ഗണ്യമായ വർദ്ധനവിന് കാരണമാകുന്നു, ഇത് മോഡ് നഷ്ടം നികത്താൻ മോഡ് നേട്ടത്തെ ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഉയർന്ന ഫലപ്രദമായ മൈക്രോകാവിറ്റി ഗുണനിലവാര ഘടകവും ഇടുങ്ങിയ എമിഷൻ ലൈൻവിഡ്ത്തും ഉള്ള ഒരു പെറോവ്സ്കൈറ്റ് സബ്മൈക്രോൺ ലേസർ ഉറവിടത്തിനും ഇത് കാരണമാകുന്നു (ചിത്രം 2). മറ്റ് അർദ്ധചാലക വസ്തുക്കളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ചെറിയ വലിപ്പത്തിലുള്ള, കുറഞ്ഞ ത്രെഷോൾഡ് ലേസറുകളുടെ വികസനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പുതിയ ഉൾക്കാഴ്ചകളും ഈ സംവിധാനം നൽകുന്നു.
ചിത്രം 2. എക്‌സിറ്റോണിക് പോളറൈസോണുകൾ ഉപയോഗിച്ചുള്ള സബ്-മൈക്രോൺ ലേസർ സ്രോതസ്സിന്റെ സംവിധാനം
പെക്കിംഗ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ സ്കൂൾ ഓഫ് മെറ്റീരിയൽസ് സയൻസ് ആൻഡ് എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ നിന്നുള്ള 2020 ഷിബോ വിദ്യാർത്ഥിയായ സോങ് ജിപെംഗ് ആണ് പ്രബന്ധത്തിന്റെ ആദ്യ രചയിതാവ്, പെക്കിംഗ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയാണ് പ്രബന്ധത്തിന്റെ ആദ്യ യൂണിറ്റ്. സിങ്‌ഹുവ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ഫിസിക്സ് പ്രൊഫസറായ ഷാങ് ക്വിംഗും സിയോങ് ക്വിഹുവയുമാണ് അനുബന്ധ രചയിതാക്കൾ. നാഷണൽ നാച്ചുറൽ സയൻസ് ഫൗണ്ടേഷൻ ഓഫ് ചൈനയും ബീജിംഗ് സയൻസ് ഫൗണ്ടേഷൻ ഫോർ ഔട്ട്‌സ്റ്റാൻഡിംഗ് യംഗ് പീപ്പിളും ഈ കൃതിയെ പിന്തുണച്ചു.
പോസ്റ്റ് സമയം: സെപ്റ്റംബർ-12-2023