لیزرهای پروسکایت اتلاف حرارت کارآمد با استفاده از بستر الماسی با رسانایی حرارتی بالا

بازنشر افلاطون

دنبال: 0

صفحه اصلی > رسانه ها و مطبوعات > لیزرهای پروسکایت اتلاف حرارت کارآمد با استفاده از بستر الماسی با رسانایی حرارتی بالا

شکل شماتیک لیزر پیشنهادی با پمپ نوری MAPbI3 حالت گالری پچ پچ (WGM) را نشان می دهد که شامل یک نانوپلاکت مثلثی MAPbI3، یک لایه شکاف SiO2 و یک بستر الماس است. اعتبار
©Science China Press

چکیده:
لیزرهای پروسکایت به سرعت در توسعه لیزر برانگیخته با موج پیوسته از لیزر برانگیخته با پالس فمتوثانیه به پیشرفت دست یافته اند، که گامی حیاتی به سوی لیزر برانگیخته الکتریکی در نظر گرفته می شود. پس از لیزر موج پیوسته در دمای اتاق، هدف بعدی تحقق لیزر الکتریکی محرکه است. در لیزرهای تزریق الکتریکی موجود در بازار، نیمه هادی های تک کریستالی رشد همپایه سنتی با رسانایی گرمایی بزرگ κ و تحرک حامل بار بالا m معمولاً گرمایش مقاومتی کوچکی را تحت جریان جریان زیاد نشان می دهند. در حالی که پروسکایت ها دارای تحرک حامل بار بزرگ و متعادل هستند، از مقادیر κ کوچک رنج می برند. رسانایی حرارتی MAPbI3 1-3 W m-1 K-1 است که از GaAs (50 W m-1 K-1) پایین تر است. از این رو، گرمای تبدیل شده از اتلاف انرژی از طریق مسیرهای غیر تشعشعی نمی تواند به طور موثر دفع شود. این شکست آستانه لیزر را افزایش می‌دهد زیرا حامل‌ها محدوده انرژی وسیع‌تری را در دمای بالاتر اشغال می‌کنند و وارونگی جمعیت در هر انتقال معین را همراه با مشکلات دیگری مانند تخریب و نقص‌های ناشی از گرما رقیق می‌کند. پایین ترین آستانه تحریک الکتریکی لیزر پروسکایت با بازخورد توزیع شده (DFB) به اندازه ۲۴ میلی آمپر سانتی متر مربع خواهد بود. علاوه بر این، با توجه به تزریق جریان بالا در معماری‌های دیود ساطع نور معمولی پروسکایت که برای دستگاه‌های لیزری استفاده می‌شود، بازده کوانتومی خارجی به‌دلیل گرمایش ژول به طور قابل‌توجهی تحت شرایط تزریق جریان بالا محدود می‌شود. از این رو، مدیریت گرما یک گلوگاه برای توسعه لیزرهای الکتریکی مبتنی بر پروسکایت است.

لیزرهای پروسکایت اتلاف حرارت کارآمد با استفاده از بستر الماسی با رسانایی حرارتی بالا

پکن، چین | ارسال شده در 14 آوریل 2023

در این پرتو، گروهی از محققان از جمله پروفسور Guohui Li، پروفسور Shengwang Yu، پروفسور Yanxia Cui از دانشگاه فناوری تایوان و پروفسور Kaibo Zheng از دانشگاه لوند، یک لیزر نانوپلاکت پروسکایتی را بر روی یک بستر الماس نشان دادند که می تواند گرمای تولید شده در طول پمپاژ نوری را به طور موثر دفع می کند. لیزر نشان داده شده دارای ضریب Q ~ 1962، آستانه لیزر 52.19 میکروژول سانتی متر-2 است. محصور شدن تنگ نوری نیز با معرفی یک لایه شکاف نازک SiO2 بین نانوپلاکت‌ها و بستر الماس محقق می‌شود. توزیع میدان الکتریکی در داخل ساختارها نشان می‌دهد که یک شکاف SiO2 گسترده با ضخامت 200 نانومتر، میدان نشت کمتری را در بستر الماس ایجاد می‌کند، و به طور همزمان محصور شدن حالت بهتر را در نانوپلاکت MAPbI3 پیشنهاد می‌کند. آنها اتلاف گرما را در لیزرهای نانوپلاکت پروسکایت بر روی بستر الماس با تغییرات دما در شرایط پمپاژ نوری ارزیابی کردند. لیزر دارای حساسیت دمایی وابسته به چگالی کم پمپ (~0.56 ± 0.01 K cm2 μJ-1) از طریق ادغام زیرلایه الماس است. حساسیت یک تا دو مرتبه کمتر از مقادیری است که قبلاً برای لیزرهای نانوسیم پروسکایت بر روی بسترهای شیشه ای گزارش شده بود. بستر الماسی با رسانایی حرارتی بالا، لیزر نانوپلاکتی را قادر می‌سازد تا با تراکم پمپ بالا کار کند. این مطالعه می تواند الهام بخش توسعه لیزرهای پروسکایت الکتریکی باشد. این اثر در SCIENCE CHINA Materials (https://doi.org/10.1007/s40843-022-2355-6)

این کار توسط بنیاد ملی علوم طبیعی چین (U21A20496، 61922060، 61775156، 61805172,12104334،62174117، 61905173، و 202102150101007)، مؤسسه تحقیقاتی و توسعه کلیدی Shanxi-Z2022 Province (020 Shanxi-Z20210302123154) پشتیبانی شده است. مواد پیشرفته و برنامه مهندسی شیمی (20210302123169SX-TD2021)، بنیاد علوم طبیعی استان شانشی (033 و 2021)، پروژه تحقیقاتی پشتیبانی شده توسط شورای بورس تحصیلی شانشی چین (008-2020206) توسط موسسه تحقیقاتی Shanxi Project-MaterialZhe. و مهندسی شیمی (2020207SX-FR202006935009) و پروژه ویژه معرفی استعدادهای شهر لولیانگ (RcXNUMX و RcXNUMX). گوهوی لی همچنین حمایت شورای بورس تحصیلی چین (XNUMX) را تایید می کند.

####

برای اطلاعات بیشتر، لطفا کلیک کنید اینجا کلیک نمایید

تماس با ما:
رسانه ها تماس با ما

بی یان
علوم چین مطبوعات
تماس با کارشناس

گوهوی لی
دانشگاه صنعتی تایوان

حق چاپ © Science China Press

اگر نظری دارید بفرمایید تماس با ما ما.

مسئولیت صحت محتوا به عهده صادرکنندگان انتشارات خبری است، نه موج هفتم، شرکت یا نانوتکنولوژی اکنون.

نشانک: