Äskettäin Zhejiangin yliopiston / Haining International Joint Collegen Optoelektroniikan tiede- ja tekniikan korkeakoulun professori David Di, tutkija Zou Chen ja professori Zhao Baodan kehittivät maailman ensimmäisen sähkökäyttöisen perovskiittilaserin. Tämä on "kaksoisontelo"{1}}laser, joka sisältää kaksi optista mikroonteloa. Se integroi matalan-kynnyksen perovskiittisen yksi-kidemikroontelo-alayksikön ja suuritehoisen-mikroonteloperovskiitti-LED-alayksikön samaan laitteeseen muodostaen pystysuoraan pinotun monikerroksisen rakenteen.
Tämä uusi puolijohdelaser vaatii vähintään 92 A/cm²:n virran (kynnysvirran) lähettääkseen valoa, mikä on yhden suuruusluokan pienempi kuin parhaiden orgaanisten puolijohdelaserien. Sillä on myös erinomainen vakaus ja se mahdollistaa nopean modulaation 36,2 MHz:n kaistanleveydellä, mikä tekee siitä lupaavan ehdokkaan sirutiedonsiirron, tietojenkäsittelyn ja biolääketieteen sovelluksissa. Tutkimusartikkeli julkaistiin *Naturessa* 27. elokuuta.
On olemassa useita lasertyyppejä, ja tällä hetkellä uudet lasermateriaalit, kuten perovskiittipuolijohteet, orgaaniset puolijohteet ja kvanttipisteet, osoittavat merkittäviä etuja. Näistä materiaaleista perovskiittisilla puolijohteilla on poikkeuksellinen tekninen lupaus johtuen niiden viritettävistä emissiospektreistä (jotka pystyvät tuottamaan eri värejä) ja äärimmäisen alhaisten laseremissiokynnysten optisissa pumppauksissa (eli valo{3}}ohjatuissa olosuhteissa).
Sähkökäyttöisten perovskiittilaserien kehittäminen on kuitenkin pitkään ollut suurin haaste perovskiitin optoelektroniikan alalla, ja se on edelleen lukuisten tutkimusryhmien yhteinen tavoite maailmanlaajuisesti.
"Sähköohjatun lasersäteilyn saavuttamiseksi keksimme integroidun kaksoisontelorakenteen. Lähestymistapamme sisältää tehokkaan -mikroonteloperovskiitti-LED-alayksikön integroinnin laadukkaaseen-yksi-kideperovskiittimikroontelo-alayksikköön yhteen laitteeseen", selitti David Di, artikkelin vastaava kirjoittaja. Tämä laite yhdistää tehokkaasti suuren määrän fotoneja, joita mikroonteloperovskiitti-LED tuottaa sähköviritteen alaisena, toiseen mikroonteloon, jossa ne virittävät yksittäisen -kideperovskiitin vahvistusväliaineen laservalon tuottamiseksi.
"Vaikka integroidun sähkökäyttöisen toiminnan periaate ei ole sinänsä monimutkainen, kohtasimme silti lukuisia haasteita, kun aloimme valmistaa laseria", sanoi Zou Chen, vastaava kirjoittaja. Kun tiimi ylitti jokaisen esteen yksitellen, sanoi sanoinkuvaamaton ilon ja jännityksen tunne, kun he tarkkailivat kauan odotettua laserspektriä ensimmäistä kertaa sähkökäytön alaisena.
