بېيجىڭ ئۇنىۋېرسىتېتى 1 كۋادرات مىكروندىن كىچىك پېروۋىسكىت ئۈزلۈكسىز لازېر مەنبەسىنى ئىجاد قىلدى

بېيجىڭ ئۇنىۋېرسىتېتى پېروۋىسكىتنىڭ ئۈزلۈكسىز ئىشلىتىلىشىنى ئەمەلگە ئاشۇردىلازېر مەنبەسى1 كۋادرات مىكروندىن كىچىك
چىپ ئىچىدىكى ئوپتىكىلىق ئۇلىنىشنىڭ تۆۋەن ئېنېرگىيە سەرپىياتى تەلىپىنى قاندۇرۇش ئۈچۈن (<10 fJ bit-1) ئۈسكۈنە كۆلىمى 1μm2 دىن كىچىك بولغان ئۈزلۈكسىز لازېر مەنبەسىنى قۇرۇش مۇھىم. قانداقلا بولمىسۇن، ئۈسكۈنە چوڭلۇقى كىچىكلىگەنسىرى، ئوپتىكىلىق ۋە ماتېرىيال يوقىتىشى كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئاشىدۇ، شۇڭا مىكروندىن تۆۋەن ئۈسكۈنە چوڭلۇقى ۋە لازېر مەنبەلىرىنىڭ ئۈزلۈكسىز ئوپتىكىلىق پومپىلىنىشىغا ئېرىشىش ئىنتايىن قىيىن. يېقىنقى يىللاردىن بۇيان، گالىد پېروۋىسكىت ماتېرىياللىرى يۇقىرى ئوپتىكىلىق پايدا ۋە ئۆزگىچە ئېكسىتون پولارىتون خۇسۇسىيىتى سەۋەبىدىن ئۈزلۈكسىز ئوپتىكىلىق پومپىلىنىدىغان لازېرلار ساھەسىدە كەڭ دىققەت قوزغىدى. ھازىرغىچە دوكلات قىلىنغان پېروۋىسكىت ئۈزلۈكسىز لازېر مەنبەلىرىنىڭ ئۈسكۈنە كۆلىمى يەنىلا 10μm2 دىن چوڭ، مىكروندىن تۆۋەن لازېر مەنبەلىرىنىڭ ھەممىسى يۇقىرى پومپا ئېنېرگىيە زىچلىقىغا ئىگە ئىمپۇلس نۇرىنى قوزغىتىشنى تەلەپ قىلىدۇ.

بۇ خىرىسقا جاۋابەن، بېيجىڭ ئۇنىۋېرسىتېتى ماتېرىيال ئىلمى ۋە قۇرۇلۇش ئىنستىتۇتىدىكى جاڭ چىڭنىڭ تەتقىقات گۇرۇپپىسى يۇقىرى سۈپەتلىك پېروۋىسكىت سۇبمىكرون يەككە كىرىستال ماتېرىياللىرىنى مۇۋەپپەقىيەتلىك تەييارلاپ، ئۈسكۈنە كۆلىمى 0.65μm2 گىچە بولغان ئۈزلۈكسىز ئوپتىكىلىق پومپا لازېر مەنبەسىنى ھاسىل قىلدى. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، فوتون ئاشكارىلاندى. سۇبمىكرون ئۈزلۈكسىز ئوپتىكىلىق پومپا لازېرلاش جەريانىدا ئېكسىتون پولارىتوننىڭ مېخانىزمى چوڭقۇر چۈشىنىلدى، بۇ كىچىك ئۆلچەملىك تۆۋەن چەكتىكى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرلارنى تەرەققىي قىلدۇرۇش ئۈچۈن يېڭى ئىدىيە بىلەن تەمىنلەيدۇ. «ئۈسكۈنە كۆلىمى 1μm2 دىن تۆۋەن بولغان ئۈزلۈكسىز دولقۇن پومپا پېروۋىسكىت لازېرلىرى» ناملىق تەتقىقات نەتىجىسى يېقىندا «Advanced Materials» ژۇرنىلىدا ئېلان قىلىندى.

بۇ ئەسەردە، ئانئورگانىك پېروۋىسكىت CsPbBr3 يەككە كىرىستاللىق مىكرون قەۋىتى خىمىيىلىك پارغا چۆكتۈرۈش ئارقىلىق ياپراق ئاساسىغا تەييارلاندى. ئۆي تېمپېراتۇرىسىدا پېروۋىسكىت ئېكسىتونلىرىنىڭ ئاۋاز تام مىكرو بوشلۇق فوتونلىرى بىلەن كۈچلۈك باغلىنىشى ئېكسىتون پولارىتوننىڭ شەكىللىنىشىنى كەلتۈرۈپ چىقارغانلىقى كۆزىتىلدى. سىزىقلىقتىن سىزىقسىز نۇر چىقىرىش كۈچلۈكلۈكى، تار سىزىق كەڭلىكى، نۇر چىقىرىش قۇتۇپلىشىشى ئۆزگىرىشى ۋە بوشلۇقتىكى ماسلىشىش ئۆزگىرىشى قاتارلىق بىر قاتار دەلىللەر ئارقىلىق، مىكروندىن تۆۋەن چوڭلۇقتىكى CsPbBr3 يەككە كىرىستالنىڭ ئۈزلۈكسىز ئوپتىكىلىق پومپا بىلەن پارقىرايدىغان فلۇئورېسسېنسىيە لازىسى جەزملەشتۈرۈلدى، ئۈسكۈنە كۆلىمى 0.65μm2 گىچە. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، مىكروندىن تۆۋەن لازېر مەنبەسىنىڭ چېكى چوڭ تىپتىكى لازېر مەنبەسىنىڭكىگە ئوخشاش ئىكەنلىكى، ھەتتا ئۇنىڭدىنمۇ تۆۋەن بولۇشى مۇمكىنلىكى بايقالدى (1-رەسىم).

1-رەسىم. ئۈزلۈكسىز ئوپتىكىلىق پومپا بىلەن پومپالىنىدىغان مىكرون CsPbBr3لازېر نۇر مەنبەسى

بۇنىڭدىن باشقا، بۇ ئەسەر تەجرىبە ۋە نەزەرىيە جەھەتتىن تەتقىق قىلىنىدۇ، شۇنداقلا مىكرون ئاستىنقى ئۈزلۈكسىز لازېر مەنبەلىرىنى ئىشقا ئاشۇرۇشتا ئېكسىتون-پوليارلانغان ئېكسىتونلارنىڭ مېخانىزمىنى ئاشكارىلايدۇ. مىكرون ئاستىنقى پېروۋىسكىتلاردىكى فوتون-ئېكسىتون باغلىنىشىنىڭ كۈچىيىشى گۇرۇپپا سىنىش كۆرسەتكۈچىنىڭ تەخمىنەن 80 گە يېتىشىگە سەۋەب بولىدۇ، بۇ بولسا مودا يوقىتىشىنى تولۇقلاش ئۈچۈن مودا كۈچىيىشىنى زور دەرىجىدە ئاشۇرىدۇ. بۇ يەنە يۇقىرى ئۈنۈملۈك مىكرو بوشلۇق سۈپەت ئامىلى ۋە تارراق تارقىتىش سىزىقى كەڭلىكىگە ئىگە پېروۋىسكىت مىكرون ئاستىنقى لازېر مەنبەسىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ (2-رەسىم). بۇ مېخانىزم يەنە باشقا يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىياللارغا ئاساسلانغان كىچىك چوڭلۇقتىكى، تۆۋەن چەكتىكى لازېرلارنىڭ تەرەققىياتىغا يېڭى چۈشەنچىلەرنى بېرىدۇ.

2-رەسىم. ئېكسىتونىك پولارىزونلارنى ئىشلىتىپ مىكرون ئاستى لازېر مەنبەسىنىڭ مېخانىزمى

بېيجىڭ ئۇنىۋېرسىتېتى ماتېرىيال ئىلمى ۋە قۇرۇلۇش ئىنستىتۇتىنىڭ 2020-يىللىق جىبو ئوقۇغۇچىسى سۇڭ جيېپېڭ بۇ ماقالىنىڭ تۇنجى ئاپتورى، بېيجىڭ ئۇنىۋېرسىتېتى بولسا بۇ ماقالىنىڭ تۇنجى بۆلۈمى. جاڭ چىڭ ۋە چىڭخۇا ئۇنىۋېرسىتېتىنىڭ فىزىكا پروفېسسورى شيۇڭ چىخۇا بۇ ئەسەرنىڭ ئاپتورلىرى. بۇ ئەسەر جۇڭگو دۆلەتلىك تەبىئىي پەن فوندى ۋە بېيجىڭ مۇنەۋۋەر ياشلار پەن فوندى تەرىپىدىن قوللانغان.