ಪೀಕಿಂಗ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯವು 1 ಚದರ ಮೈಕ್ರಾನ್‌ಗಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾದ ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್ ನಿರಂತರ ಲೇಸರ್ ಮೂಲವನ್ನು ಅರಿತುಕೊಂಡಿತು

ಪೀಕಿಂಗ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯವು ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್ ನಿರಂತರತೆಯನ್ನು ಅರಿತುಕೊಂಡಿತುಲೇಸರ್ ಮೂಲ1 ಚದರ ಮೈಕ್ರಾನ್‌ಗಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ
ಆನ್-ಚಿಪ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಇಂಟರ್‌ಕನೆಕ್ಷನ್‌ನ (<10 fJ ಬಿಟ್-1) ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆಯ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ಪೂರೈಸಲು 1μm2 ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇರುವ ಸಾಧನದ ಪ್ರದೇಶದೊಂದಿಗೆ ನಿರಂತರ ಲೇಸರ್ ಮೂಲವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸಾಧನದ ಗಾತ್ರವು ಕಡಿಮೆಯಾದಂತೆ, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮತ್ತು ವಸ್ತು ನಷ್ಟಗಳು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಉಪ-ಮೈಕ್ರಾನ್ ಸಾಧನದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಲೇಸರ್ ಮೂಲಗಳ ನಿರಂತರ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪಂಪ್ ಮಾಡುವುದು ಅತ್ಯಂತ ಸವಾಲಿನ ಸಂಗತಿಯಾಗಿದೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಹೈಲೈಡ್ ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್ ವಸ್ತುಗಳು ತಮ್ಮ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಗಳಿಕೆ ಮತ್ತು ವಿಶಿಷ್ಟ ಎಕ್ಸಿಟಾನ್ ಪೋಲಾರಿಟಾನ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ ನಿರಂತರ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪಂಪ್ ಮಾಡಿದ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕ ಗಮನವನ್ನು ಪಡೆದಿವೆ. ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ ವರದಿ ಮಾಡಲಾದ ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್ ನಿರಂತರ ಲೇಸರ್ ಮೂಲಗಳ ಸಾಧನದ ಪ್ರದೇಶವು ಇನ್ನೂ 10μm2 ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿದೆ, ಮತ್ತು ಸಬ್‌ಮಿಕ್ರಾನ್ ಲೇಸರ್ ಮೂಲಗಳಿಗೆ ಉತ್ತೇಜಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪಂಪ್ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಪಲ್ಸ್ ಬೆಳಕಿನ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.

ಈ ಸವಾಲಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ, ಪೀಕಿಂಗ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ಸ್ಕೂಲ್ ಆಫ್ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್ ಸೈನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನ ಜಾಂಗ್ ಕ್ವಿಂಗ್‌ನ ಸಂಶೋಧನಾ ಗುಂಪು 0.65μm2 ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇರುವ ಸಾಧನದ ಪ್ರದೇಶದೊಂದಿಗೆ ನಿರಂತರ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪಂಪಿಂಗ್ ಲೇಸರ್ ಮೂಲಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದ ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್ ಸಬ್‌ಮಿಕ್ರಾನ್ ಸಿಂಗಲ್ ಸ್ಫಟಿಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಿದೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಫೋಟಾನ್ ಬಹಿರಂಗಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಸಬ್‌ಮಿಕ್ರಾನ್ ನಿರಂತರ ದೃಗ್ವೈಜ್ಞಾನಿಕವಾಗಿ ಪಂಪ್ ಮಾಡಲಾದ ಲೇಸಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಎಕ್ಸಿಟಾನ್ ಪೋಲಾರಿಟಾನ್‌ನ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಆಳವಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರದ ಕಡಿಮೆ ಮಿತಿ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಹೊಸ ಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. "1 μm2 ಕ್ಕಿಂತ ಕೆಳಗಿನ ಸಾಧನದ ಪ್ರದೇಶದೊಂದಿಗೆ ನಿರಂತರ ವೇವ್ ಪಂಪ್ಡ್ ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು" ಎಂಬ ಶೀರ್ಷಿಕೆಯ ಅಧ್ಯಯನದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಅಡ್ವಾನ್ಸ್‌ಡ್ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಈ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿ, ಅಜೈವಿಕ ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್ CsPbBr3 ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಮೈಕ್ರಾನ್ ಹಾಳೆಯನ್ನು ನೀಲಮಣಿ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆಯಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಯಿತು. ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಧ್ವನಿ ಗೋಡೆಯ ಮೈಕ್ರೋಕ್ಯಾವಿಟಿ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್ ಎಕ್ಸಿಟಾನ್‌ಗಳ ಬಲವಾದ ಜೋಡಣೆಯು ಎಕ್ಸಿಟೋನಿಕ್ ಪೋಲಾರಿಟಾನ್ ರಚನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ. ರೇಖೀಯದಿಂದ ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ತೀವ್ರತೆ, ಕಿರಿದಾದ ರೇಖೆಯ ಅಗಲ, ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಧ್ರುವೀಕರಣ ರೂಪಾಂತರ ಮತ್ತು ಮಿತಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಸುಸಂಬದ್ಧತೆಯ ರೂಪಾಂತರದಂತಹ ಪುರಾವೆಗಳ ಸರಣಿಯ ಮೂಲಕ, ಉಪ-ಮೈಕ್ರಾನ್-ಗಾತ್ರದ CsPbBr3 ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕದ ನಿರಂತರ ದೃಗ್ವೈಜ್ಞಾನಿಕವಾಗಿ ಪಂಪ್ ಮಾಡಲಾದ ಫ್ಲೋರೊಸೆನ್ಸ್ ಲೇಸ್ ಅನ್ನು ದೃಢೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಾಧನದ ಪ್ರದೇಶ 0.65μm2 ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಸಬ್‌ಮಿಕ್ರಾನ್ ಲೇಸರ್ ಮೂಲದ ಮಿತಿಯನ್ನು ದೊಡ್ಡ ಗಾತ್ರದ ಲೇಸರ್ ಮೂಲಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಇರಬಹುದು (ಚಿತ್ರ 1).

ಚಿತ್ರ 1. ನಿರಂತರ ದೃಗ್ವೈಜ್ಞಾನಿಕವಾಗಿ ಪಂಪ್ ಮಾಡಿದ ಸಬ್‌ಮಿಕ್ರಾನ್ CsPbBr3ಲೇಸರ್ ಬೆಳಕಿನ ಮೂಲ

ಇದಲ್ಲದೆ, ಈ ಕೆಲಸವು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಮತ್ತು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ ಪರಿಶೋಧಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಬ್‌ಮಿಕ್ರಾನ್ ನಿರಂತರ ಲೇಸರ್ ಮೂಲಗಳ ಸಾಕ್ಷಾತ್ಕಾರದಲ್ಲಿ ಎಕ್ಸಿಟಾನ್-ಧ್ರುವೀಕೃತ ಎಕ್ಸಿಟಾನ್‌ಗಳ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಸಬ್‌ಮಿಕ್ರಾನ್ ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿನ ವರ್ಧಿತ ಫೋಟಾನ್-ಎಕ್ಸಿಟಾನ್ ಜೋಡಣೆಯು ಗುಂಪಿನ ವಕ್ರೀಕಾರಕ ಸೂಚ್ಯಂಕದಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 80 ಕ್ಕೆ ಗಮನಾರ್ಹ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಮೋಡ್ ನಷ್ಟವನ್ನು ಸರಿದೂಗಿಸಲು ಮೋಡ್ ಗಳಿಕೆಯನ್ನು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮೈಕ್ರೋಕ್ಯಾವಿಟಿ ಗುಣಮಟ್ಟದ ಅಂಶ ಮತ್ತು ಕಿರಿದಾದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಪೆರೋವ್‌ಸ್ಕೈಟ್ ಸಬ್‌ಮಿಕ್ರಾನ್ ಲೇಸರ್ ಮೂಲಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ 2). ಯಾಂತ್ರಿಕತೆಯು ಇತರ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಸಣ್ಣ-ಗಾತ್ರದ, ಕಡಿಮೆ-ಥ್ರೆಶೋಲ್ಡ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಹೊಸ ಒಳನೋಟಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 2. ಎಕ್ಸಿಟೋನಿಕ್ ಧ್ರುವೀಕರಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಉಪ-ಮೈಕ್ರಾನ್ ಲೇಸರ್ ಮೂಲಗಳ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನ

ಪೀಕಿಂಗ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ಸ್ಕೂಲ್ ಆಫ್ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್ ಸೈನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನ 2020 ರ ಝಿಬೋ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿ ಸಾಂಗ್ ಜಿಪೆಂಗ್ ಅವರು ಕಾಗದದ ಮೊದಲ ಲೇಖಕರಾಗಿದ್ದಾರೆ ಮತ್ತು ಪೀಕಿಂಗ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯವು ಕಾಗದದ ಮೊದಲ ಘಟಕವಾಗಿದೆ. ಝಾಂಗ್ ಕ್ವಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಸಿಂಘುವ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರಾದ ಕ್ಸಿಯಾಂಗ್ ಕಿಹುವಾ ಅವರು ಅನುಗುಣವಾದ ಲೇಖಕರು. ಈ ಕೆಲಸವನ್ನು ಚೀನಾದ ನ್ಯಾಷನಲ್ ನ್ಯಾಚುರಲ್ ಸೈನ್ಸ್ ಫೌಂಡೇಶನ್ ಮತ್ತು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಯುವ ಜನರಿಗಾಗಿ ಬೀಜಿಂಗ್ ಸೈನ್ಸ್ ಫೌಂಡೇಶನ್ ಬೆಂಬಲಿಸಿದೆ.