Недавно команда профессора Дэвида Ди из Школы оптоэлектронной науки и техники Чжэцзянского университета и Международного объединенного колледжа Хайнин, исследователя Цзоу Чена и профессора Чжао Баоданя разработала первый в мире перовскитный лазер с электрическим приводом. Это лазер с двумя-резонаторами, содержащий два оптических микрорезонатора. Он объединяет низкопороговый одно-перовскитный однокристальный микрорезонаторный субблок и высокомощный-перовскитный светодиодный субблок в одном устройстве, образуя вертикально сложенную много-слойную структуру.
Этот новый полупроводниковый лазер требует минимального тока (порогового тока) 92 А/см² для излучения света, что на порядок ниже, чем у лучших органических полупроводниковых лазеров. Он также демонстрирует превосходную стабильность и обеспечивает быструю модуляцию с полосой пропускания 36,2 МГц, что делает его многообещающим кандидатом для приложений в области внутрикристальной передачи данных, вычислений и биомедицины. Исследовательская статья была опубликована в журнале *Nature* 27 августа.
Существует множество типов лазеров, и в настоящее время новые лазерные материалы, такие как перовскитные полупроводники, органические полупроводники и квантовые точки, демонстрируют значительные преимущества. Среди этих материалов перовскитные полупроводники обладают исключительными техническими перспективами благодаря их настраиваемым спектрам излучения (способным воспроизводить различные цвета) и чрезвычайно низким порогам лазерного излучения в условиях оптической накачки (т. е. управляемой светом).
Однако разработка перовскитных лазеров с электрическим приводом уже давно является самой большой проблемой в области перовскитной оптоэлектроники и остается общей целью, которую преследуют многочисленные исследовательские группы по всему миру.
«Чтобы добиться лазерного излучения с электрическим приводом, мы изобрели интегрированную структуру с двумя-резонаторами. Наш подход предполагает компактную интеграцию высокомощного-перовскитного светодиодного субблока с микрорезонаторами высокой мощности и высококачественного-монокристаллического-перовскитного микрорезонаторного субблока в одном устройстве», — объяснил Дэвид Ди, соответствующий автор статьи. Это устройство эффективно связывает большое количество фотонов, генерируемых перовскитным светодиодом с микрорезонаторами при электрическом возбуждении, во второй микрорезонатор, где они возбуждают монокристаллическую усиливающую среду из перовскита для генерации лазерного света.
«Хотя принцип интегрированного электро-управляемого действия сам по себе не сложен, мы все же столкнулись с многочисленными проблемами, когда начали изготавливать лазер», — сказал Цзоу Чен, автор статьи. По мере того, как команда преодолевала каждое препятствие одно за другим, их охватило неописуемое чувство радости и волнения, когда они впервые увидели долгожданный-спектр лазера с электрическим приводом.
