Niedawno zespół profesora Davida Di ze Szkoły Nauk i Inżynierii Optoelektroniki Uniwersytetu Zhejiang/Haining International Joint College, badacz Zou Chen i profesor Zhao Baodan opracowali pierwszy na świecie napędzany elektrycznie laser perowskitowy. Jest to laser „podwójny-wnękowy” zawierający dwie mikrownęki optyczne. Integruje podjednostkę perowskitowej z pojedynczą-krystaliczną mikrownęką o niskim-progu i podjednostkę perowskitowej diody LED z mikrownęki-o wysokiej mocy w tym samym urządzeniu, tworząc pionowo ułożoną strukturę wielo-warstwową.
Ten nowatorski laser półprzewodnikowy do wyemitowania światła wymaga minimalnego prądu (prądu progowego) wynoszącego 92 A/cm², czyli o jeden rząd wielkości mniej niż w przypadku najlepszych organicznych laserów półprzewodnikowych. Wykazuje także doskonałą stabilność i umożliwia szybką modulację w paśmie 36,2 MHz, co czyni go obiecującym kandydatem do zastosowań w-chipowych transmisjach danych, informatyce i biomedycynie. Artykuł badawczy został opublikowany w *Nature* 27 sierpnia.
Istnieje wiele typów laserów, a obecnie nowatorskie materiały laserowe, takie jak półprzewodniki perowskitowe, półprzewodniki organiczne i kropki kwantowe, wykazują znaczne zalety. Wśród tych materiałów półprzewodniki perowskitowe są wyjątkowo obiecujące pod względem technicznym ze względu na ich przestrajalne widma emisyjne (umożliwiające wytwarzanie różnych kolorów) i wyjątkowo niskie progi emisji lasera w warunkach pompowania optycznego (tj.-napędzanego światłem).
Jednak rozwój napędzanych elektrycznie laserów perowskitowych od dawna stanowi największe wyzwanie w dziedzinie optoelektroniki perowskitowej i pozostaje wspólnym celem, do którego dążą liczne zespoły badawcze na całym świecie.
„Aby uzyskać emisję lasera napędzaną elektrycznie, wynaleźliśmy zintegrowaną strukturę z podwójną-wnęką. Nasze podejście polega na kompaktowym zintegrowaniu w jednym urządzeniu podjednostki perowskitowej LED z mikrownęką o dużej-mocy z wysokiej-jakości pojedynczą-podjednostką mikrownęki z perowskitu kryształowego” – wyjaśnia David Di, autor korespondencyjny artykułu. Urządzenie to skutecznie łączy dużą liczbę fotonów generowanych przez perowskitową diodę LED z mikrownęką pod wpływem wzbudzenia elektrycznego z drugą mikrownęką, gdzie wzbudzają one mono-krystaliczny perowskitowy ośrodek wzmacniający w celu wygenerowania światła laserowego.
„Chociaż zasada zintegrowanego działania-elektrycznie nie jest sama w sobie skomplikowana, gdy rozpoczynaliśmy produkcję lasera, wciąż staliśmy przed wieloma wyzwaniami” – powiedziała Zou Chen, autorka artykułu korespondencyjna. Gdy zespół pokonywał każdą przeszkodę jedna po drugiej, nieopisane poczucie radości i podekscytowania wezbrało, gdy po raz pierwszy zaobserwował długo-wyczekiwane widmo lasera przy napędzie elektrycznym.
