研究中的奇异现象让有机二极管激光器成为现实更进一步
一队来自宾州州立大学和普林斯顿大学的研究人员已经朝着建立从有机-无机杂化材料的激光二极管迈出了一大步，将为以后的桌面激光器奠定基础。
 钙钛矿是相当常见的矿物，有着相似的立方晶体结构。有点自相矛盾的是，这些混合钙钛矿材料在太阳能电池中运行良好的原因之一是它们是很好的光发射器。出于这个原因，他们也有兴趣在LED和激光上的使用。Giebink和他的同事们正在研究是由一个比较大的有机分子材料，并把它局限在无机钙钛矿晶格中。 “最终的目标是实现使电驱动的钙钛矿型激光二极管，Giebink说。那将是一场改变游戏规则的进展。这是很容易通过光抽运，即使钙钛矿材料发射激光，激光照射另一个上。然而，这仅仅是因为我们称之为激光死亡的现象不太清楚。让它继续前进是朝着最终的电动装置迈出的关键一步。我们在最近的研究中发现的是一个奇怪的现象。我们可以完全通过降低材料的温度来诱导部分相变来避免激光死亡。 近期已经发表在《Nature Photonics》杂志网络版的论文中，Giebink及其同事报告了第一个在有机-无机铅卤化物钙钛矿材料的半导体激光连续波研究。 “当我们降低温度低于相变，我们惊奇的发现材料最初发出的光是从低温相发出的，但后来100纳秒内改变了，并开始从高温相激发，并持续超过一个小时，Yufei Jia说，她是Giebink实验室的一名研究生，并且是该论文的主要作者。事实证明，当材料加热时，虽然大部分材料仍保持在低温阶段，但高温相的窗口形成了，这就是激光的来源。 在一些无机激光器中，有一些称为量子威尔斯的窄区域，当电子和空穴落入威尔斯区域时，电荷载流子就会被捕获。激光的强度取决于量子威尔斯中可以装多少电荷载流子。在钙钛矿材料中，低温体内部的高温相包裹体的排列似乎模拟了这些量子威尔斯，并可能对连续激光产生作用。 “但对于这样的解释我们还没有一个定论，”Giebink说。“期中可能是更微妙的事情。” 然而，这些结果确实都指向了一个机会，这种材料或许可以实现混合相的配置，但不再需要真的冷却到低温。当前的论文提出了几点想法，如何可以设计这些材料。下一步是尝试大的光泵浦激光，直接利用驱动电流与钙钛矿结构的激光二极管连接。 “如果我们能解决激光器电流泵浦的问题，那么钙钛矿结构的技术或会实现真正的商业价值，”Giebink说。
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