የፔኪንግ ዩኒቨርሲቲ ከ1 ካሬ ማይክሮን ያነሰ የፔሮቭስኪት ቀጣይነት ያለው የሌዘር ምንጭ አገኘ

የፔኪንግ ዩኒቨርሲቲ የፔሮቭስኪት ቀጣይነት ያለው እርምጃ ወስዷልየሌዘር ምንጭከ1 ካሬ ማይክሮን ያነሰ
በቺፕ ኦፕቲካል ትስስር (<10 fJ ቢት-1) ዝቅተኛ የኃይል ፍጆታ መስፈርትን ለማሟላት ከ1 μm2 ያነሰ የመሳሪያ ቦታ ያለው ቀጣይነት ያለው የሌዘር ምንጭ መገንባት አስፈላጊ ነው። ሆኖም ግን፣ የመሳሪያው መጠን እየቀነሰ ሲሄድ፣ የኦፕቲካል እና የቁሳቁስ ኪሳራዎች በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራሉ፣ ስለዚህ የንዑስ ማይክሮን የመሳሪያ መጠን እና የሌዘር ምንጮችን ቀጣይነት ያለው የኦፕቲካል ፓምፕ ማግኘት እጅግ ፈታኝ ነው። በቅርብ ዓመታት ውስጥ፣ ከፍተኛ የኦፕቲካል ጥቅም እና ልዩ የኤክሲቶን ፖላሪተን ባህሪያት ስላላቸው፣ የሃላይድ ፔሮቭስኪት ቁሳቁሶች በተከታታይ የኦፕቲካል ፓምፕ የተደረጉ ሌዘሮች መስክ ሰፊ ትኩረት አግኝተዋል። እስካሁን የተዘገቡት የፔሮቭስኪት ቀጣይነት ያለው የሌዘር ምንጮች የመሳሪያ ስፋት አሁንም ከ10 μm2 ይበልጣል፣ እና የንዑስ ማይክሮን የሌዘር ምንጮች ለማነቃቃት ከፍተኛ የፓምፕ ኃይል ጥግግት ያለው የተወዛወዘ ብርሃን ያስፈልጋቸዋል።

ለዚህ ፈተና ምላሽ ለመስጠት፣ የፔኪንግ ዩኒቨርሲቲ የቁሳቁስ ሳይንስ እና ምህንድስና ትምህርት ቤት የሆነው የዣንግ ቺንግ የምርምር ቡድን እስከ 0.65μm2 የሚደርስ የመሳሪያ ስፋት ያለው ቀጣይነት ያለው የኦፕቲካል ፓምፕ ሌዘር ምንጮችን ለማግኘት ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን የፔሮቭስኪት ሰብማይክሮን ነጠላ ክሪስታል ቁሳቁሶችን በተሳካ ሁኔታ አዘጋጅቷል። በተመሳሳይ ጊዜ፣ ፎቶን ተገልጧል። በሰብማይክሮን ቀጣይነት ባለው የኦፕቲካል ፓምፕ የተደረገበት የሌዘር ሂደት ውስጥ የኤክሲቶን ፖላሪተን ዘዴ በጥልቀት ተረድቷል፣ ይህም አነስተኛ መጠን ያለው ዝቅተኛ ገደብ ያለው ሴሚኮንዳክተር ሌዘር ለማልማት አዲስ ሀሳብ ይሰጣል። የጥናቱ ውጤቶች፣ “ከ1 μm2 በታች የመሣሪያ አካባቢ ያላቸው ቀጣይነት ያለው ሞገድ የተነፉ የፔሮቭስኪት ሌዘርዎች” በሚል ርዕስ በቅርቡ በAdvanced Materials ውስጥ ታትመዋል።

በዚህ ሥራ፣ ኢኦርጋኒክ ፔሮቭስኪት CsPbBr3 ነጠላ ክሪስታል ማይክሮን ሉህ በኬሚካል ትነት ክምችት በሳፋየር ንጣፍ ላይ ተዘጋጅቷል። በክፍል ሙቀት ውስጥ የፔሮቭስኪት ኤክሳይቶኖች ከድምጽ ግድግዳ ማይክሮካቪቲ ፎቶኖች ጋር ጠንካራ ትስስር ኤክሳይቶኒክ ፖላሪተን እንዲፈጠር ምክንያት ሆኗል። እንደ መስመራዊ እስከ መስመራዊ ያልሆነ የልቀት ጥንካሬ፣ ጠባብ የመስመር ስፋት፣ የልቀት ፖላራይዜሽን ለውጥ እና በገደቡ ላይ የቦታ ትስስር ለውጥ ባሉ ተከታታይ ማስረጃዎች፣ ንዑስ ማይክሮን መጠን ያለው CsPbBr3 ነጠላ ክሪስታል ቀጣይነት ያለው በኦፕቲካል ፓምፕ የተሰራው የፍሎረሰንስ ሌዝ ተረጋግጧል፣ እና የመሳሪያው ስፋት እስከ 0.65μm2 ዝቅተኛ ነው። በተመሳሳይ ጊዜ፣ የሰብማይክሮን ሌዘር ምንጭ ገደብ ከትልቅ መጠን ያለው የሌዘር ምንጭ ጋር ተመሳሳይ እንደሆነ እና እንዲያውም ዝቅተኛ ሊሆን እንደሚችል ተገኝቷል (ምስል 1)።

ምስል 1. ቀጣይነት ያለው የኦፕቲካል ፓምፕ የተደረገለት ንዑስ ማይክሮን CsPbBr3የሌዘር ብርሃን ምንጭ

በተጨማሪም፣ ይህ ሥራ በሙከራም ሆነ በንድፈ ሀሳብ ይዳስሳል፣ እና የንዑስ ማይክሮን ቀጣይነት ያለው የሌዘር ምንጮችን እውን ለማድረግ የኤክሲተን-ፖላራይዝድ ኤክሲቶንስ ዘዴን ያሳያል። በንዑስ ማይክሮን ፔሮቭስኪትስ ውስጥ የተሻሻለው የፎቶን-ኤክሲተን ትስስር በቡድን ሪፍራክቲቭ ኢንዴክስ ላይ ወደ 80 አካባቢ ጉልህ ጭማሪ ያስከትላል፣ ይህም የሞድ ኪሳራን ለማካካስ የሞድ ትርፍን በእጅጉ ይጨምራል። ይህ ደግሞ ከፍተኛ ውጤታማ የማይክሮካቪቲ ጥራት ሁኔታ እና ጠባብ የልቀት መስመር ስፋት ያለው የፔሮቭስኪት ሰብማይክሮን የሌዘር ምንጭ ያስከትላል (ምስል 2)። ይህ ዘዴ በሌሎች ሴሚኮንዳክተር ቁሳቁሶች ላይ የተመሰረቱ አነስተኛ መጠን ያላቸው፣ ዝቅተኛ ደረጃ ያላቸው ሌዘሮች እድገት ላይ አዲስ ግንዛቤዎችን ይሰጣል።

ምስል 2. ኤክሳይቶኒክ ፖላሪዞኖችን በመጠቀም የንዑስ ማይክሮን ሌዘር ምንጭ ዘዴ

ሶንግ ጂፔንግ፣ የ2020 የዚቦ ተማሪ፣ የፔኪንግ ዩኒቨርሲቲ የቁሳቁስ ሳይንስ እና ምህንድስና ትምህርት ቤት፣ የወረቀቱ የመጀመሪያ ደራሲ ሲሆን የፔኪንግ ዩኒቨርሲቲ ደግሞ የወረቀቱ የመጀመሪያ ክፍል ነው። ዣንግ ቺንግ እና በሲንግዋ ዩኒቨርሲቲ የፊዚክስ ፕሮፌሰር የሆኑት ዢዮንግ ኪሁዋ ተዛማጅ ደራሲዎች ናቸው። ስራው የተደገፈው በቻይና ብሔራዊ የተፈጥሮ ሳይንስ ፋውንዴሽን እና በቤጂንግ የሳይንስ ፋውንዴሽን ፎር ላቭቸር ዮንግ ፒፕል ነው።