Niedawno zespół badawczy z Państwowego Kluczowego Laboratorium Fizyki Laserów Silnego Pola, Szanghajskiego Instytutu Optyki i Maszyn Precyzyjnych (SIPM) Chińskiej Akademii Nauk (CAS), we współpracy z Instytutem Studiów Zaawansowanych w Hangzhou (HIAS) Państwowej Uniwersytet Naukowo-Technologiczny (NUST) oraz Uniwersytet Naukowo-Technologiczny w Huazhong (HUST) poczyniły postępy w badaniach nad pozbawionym rozproszenia obrazowaniem losowych laserów na odparowanych termicznie chalkogenidach, a powiązane wyniki podsumowano w tytule „Termicznie Odparowany MAPbBr3 Wyniki opublikowano w ACS Photonics pod tytułem „Thermally Evaporated MAPbBr3 Random Laser Perovskite with Improved Speckle Free Laser Imaging”.
Materiały chalkogenkowe mają doskonałe właściwości wzmocnienia optycznego i są bardzo obiecujące w zastosowaniach laserowych. Osadzanie przez odparowanie termiczne, technologia powlekania szeroko stosowana w przemyśle półprzewodników, jest jednym z trendów technologicznych w zakresie komercyjnej produkcji urządzeń chalkogenkowych na dużą skalę. Jednakże szybka i niekontrolowana krystalizacja materiałów chalkogenkowych podczas odparowania termicznego prowadzi do wielu defektów w warstwach chalkogenkowych, co w znacznym stopniu wpływa na wydajność lasera warstewek chalkogenkowych.
Aby rozwiązać powyższe problemy, badacze zaproponowali spowolnienie tempa krystalizacji i pasywację defektów poprzez wprowadzenie wielofunkcyjnego dodatku w postaci zasady Lewisa, tlenku trifenylofosfiny (TPPO), a na koniec przygotowali cienkie warstwy chalkogenku o zwiększonej fotoluminescencji i prawie {{0 }}krotna poprawa współczynnika wzmocnienia optycznego. Zależna od mocy spektroskopia fotoluminescencji potwierdza redukcję defektów folii, a wyniki spektroskopii absorpcyjnej przejściowej wskazują, że ulepszone właściwości luminescencji wynikają ze wzmocnienia procesu kompleksowania dwucząsteczkowego. W oparciu o te doskonałe właściwości luminescencji badacze zbadali wydajność lasera stochastycznego termicznie odparowanych filmów chalkogenkowych i odkryli, że próg stochastycznego lasera filmów po wprowadzeniu TPPO był znacznie mniejszy niż w przypadku filmów oryginalnych. W międzyczasie badacze po raz pierwszy zastosowali termicznie odparowane warstwy chalkogenku do obrazowania bez rozproszenia lasera, a gdy jako źródło oświetlenia wykorzystano losowy laser generowany przez pasywowane warstwy, uzyskane obrazy miały niższy kontrast rozproszony (0,046) i wyższy współczynnik kontrastu do szumu (8,218), co zapewniało doskonałą wydajność obrazowania.
Badanie to dostarczy nowych pomysłów na produkcję materiałów i urządzeń chalkogenkowych na dużą skalę oraz przyczyni się do opracowania termicznie odparowanych filmów chalkogenkowych do zastosowań w zakresie spontanicznego wzmacniania promieniowania i obrazowania laserowego.
Rycina 1 Bezrozpraszające obrazowanie losowego lasera w cienkiej warstwie chalkogenku
