Hatékony hőelvezető perovszkit lézerek nagy hővezető képességű gyémánt szubsztrátum felhasználásával

Kezdőlap > nyomja meg > Efficient heat dissipation perovskite lasers using a high-thermal-conductivity diamond substrate

The figure shows the schematic of the proposed optically pumped MAPbI3 whispering gallery mode (WGM) laser comprising a triangular MAPbI3 nanoplatelet, a SiO2 gap layer, and a diamond substrate. CREDIT ©Science China Press

Absztrakt:
Perovskite lasers have rapidly achieved progress in developing continuous-wave excited lasing from a femtosecond pulse excited lasing, which is considered a critical step towards electrically excited lasing. After continuous-wave lasing at room temperature, the next goal is to realize electrically driven lasing. In commercially available electric injection lasers, traditional epitaxial grown single crystal semiconductors with both large thermal conductivity κ and high charge carrier mobility m usually exhibit small resistive heating under large current flow. While perovskites possess large and balanced charge carrier mobilities, they suffer from small κ values. The thermal conductivity of MAPbI3 is 1-3 W m−1 K−1, which is inferior to that of GaAs (50 W m−1 K−1). Hence, heat converted from energy loss through nonradiative pathways cannot be effectively dissipated. This failure will increase the lasing threshold as carriers occupy a broader energy range at a higher temperature, diluting the population inversion of any given transition along with other problems such as degradation and heat-induced defects. The lowest electric excitation threshold of a distributed-feedback (DFB) perovskite laser would be as high as 24 mA cm−2. Moreover, owing to high current injection in conventional perovskite light-emitting diode architectures used for laser devices, the external quantum efficiency would be significantly restricted under high current injection conditions owing to Joule heating. Hence, heat management is a bottleneck for developing perovskite-based electrically driven lasers.

Hatékony hőelvezető perovszkit lézerek nagy hővezető képességű gyémánt szubsztrátum felhasználásával

Beijing, China | Posted on April 14th, 2023

In this light, a group of researchers, including Prof. Guohui Li, Prof. Shengwang Yu, Prof. Yanxia Cui of Taiyuan University of Technology, and Prof. Kaibo Zheng of Lund University, demonstrated a perovskite nanoplatelet laser on a diamond substrate that can efficiently dissipate heat generated during optical pumping. The demonstrated laser features a Q factor of ~1962, a lasing threshold of 52.19 μJ cm−2. Tight optical confinement is also realized by introducing a thin SiO2 gap layer between nanoplatelets and the diamond substrate. Electric field distributions inside the structures shows that a wide SiO2 gap of 200 nm in thickness produces evidently less leakage field in the diamond substrate, simultaneously proposing better mode confinement within the MAPbI3 nanoplatelet. They evaluated the heat dissipation in perovskite nanoplatelet lasers on the diamond substrate by temperature variations under optical pumping conditions. The laser features a low pump-density-dependent temperature sensitivity (~0.56 ± 0.01 K cm2 μJ−1) through the incorporation of the diamond substrate. The sensitivity is one to two orders of magnitude lower than the values for previously reported perovskite nanowire lasers on glass substrates. The high-thermal-conductivity diamond substrate enables the nanoplatelet laser to operate at a high pump density. The study could inspire the development of electrically driven perovskite lasers. This work was published in SCIENCE CHINA Materials (https://doi.org/10.1007/s40843-022-2355-6)

This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (U21A20496, 61922060, 61775156, 61805172,12104334, 62174117, and 61905173), the Key Research and Development Program of Shanxi Province (202102150101007), Shanxi-Zheda Institute of Advanced Materials and Chemical Engineering Program (2022SX-TD020), the Natural Science Foundation of Shanxi Province (20210302123154 and 20210302123169), the Research Project Supported by Shanxi Scholarship Council of China (2021-033), the Research Project Supported by Shanxi-Zheda Institute of Advanced Materials and Chemical Engineering (2021SX-FR008), and the Introduction of Talents Special Project of Lvliang City (Rc2020206 and Rc2020207). Guohui Li also acknowledges the support from China Scholarship Council (202006935009).

####

További információért kattintson a gombra itt

Elérhetőségek:
Media Contact

Bei Yan
Science China Press
Szakértői kapcsolattartó

Guohui Li
Taiyuan Műszaki Egyetem

Copyright © Science China Press

Ha van észrevétele, kérem Kapcsolat minket.

A tartalom pontosságáért kizárólag a sajtóközlemények kiadói felelősek, nem pedig a 7th Wave, Inc. vagy a Nanotechnology Now.

Könyvjelző:

Kapcsolódó linkek

Papír:

Kapcsolódó hírek Sajtó

Hírek és információk

A kerékszerű fém klaszterek új családja egyedülálló tulajdonságokkal rendelkezik Április 14th, 2023

Nanobiotechnológia: Hogyan oldják meg a nanoanyagok biológiai és orvosi problémákat Április 14th, 2023

Új fejlesztések a bioszenzortechnológiában: a nanoanyagoktól a rák kimutatásáig Április 14th, 2023

Az IOP Publishing egy különleges kvantumgyűjtemény és két rangos kvantumdíj nyerteseinek bejelentésével ünnepli a kvantum világnapját Április 14th, 2023

Perovskites

Egy univerzális HCl-asszisztens por-por stratégia ólommentes perovszkit előállításához Március 24th, 2023

A perovszkit napelemek stabilitása eléri a következő mérföldkövet Január 27th, 2023

A polimer p-doping javítja a perovszkit napelem stabilitását Január 20th, 2023

Az új módszer a perovszkit napelemekkel kapcsolatos problémát kezeli: az NREL kutatói olyan növekedési megközelítést kínálnak, amely növeli a hatékonyságot és a stabilitást December 29th, 2022

Lehetséges jövők

A kerékszerű fém klaszterek új családja egyedülálló tulajdonságokkal rendelkezik Április 14th, 2023

Gyémántvágási pontosság: Az Illinoisi Egyetem gyémánt érzékelőket fejleszt neutronkísérletekhez és kvantuminformáció-tudományhoz Április 14th, 2023

A mechanikai energia kívánt irányba történő csatornázása Április 14th, 2023

A beültethető eszköz csökkenti a hasnyálmirigy-daganatokat: A hasnyálmirigyrák megszelídítése intratumorális immunterápiával Április 14th, 2023

Optikai számítástechnika/Fotónikus számítástechnika

Az adatok most már fénysebességgel feldolgozhatók! Április 14th, 2023

A rekordsebességű optikai kapcsolás kaput nyit az ultragyors, fényalapú elektronika és számítógépek előtt: Március 24th, 2023

A fény találkozik a mély tanulással: elég gyors számítástechnika a következő generációs mesterséges intelligencia számára Március 24th, 2023

Az új tanulmány megnyitja az ajtót az ultragyors 2D eszközök előtt, amelyek nem egyensúlyi exciton szuperdiffúziót használnak Február 10th, 2023

felfedezések

Az adatok most már fénysebességgel feldolgozhatók! Április 14th, 2023

Gyémántvágási pontosság: Az Illinoisi Egyetem gyémánt érzékelőket fejleszt neutronkísérletekhez és kvantuminformáció-tudományhoz Április 14th, 2023

A mechanikai energia kívánt irányba történő csatornázása Április 14th, 2023

A beültethető eszköz csökkenti a hasnyálmirigy-daganatokat: A hasnyálmirigyrák megszelídítése intratumorális immunterápiával Április 14th, 2023

Közlemények

Nanobiotechnológia: Hogyan oldják meg a nanoanyagok biológiai és orvosi problémákat Április 14th, 2023

Új fejlesztések a bioszenzortechnológiában: a nanoanyagoktól a rák kimutatásáig Április 14th, 2023

Az IOP Publishing egy különleges kvantumgyűjtemény és két rangos kvantumdíj nyerteseinek bejelentésével ünnepli a kvantum világnapját Április 14th, 2023

Az adatok most már fénysebességgel feldolgozhatók! Április 14th, 2023

Interjúk/Könyvkritikák/Esszék/Riportok/Podcastok/Fogyóiratok/Fehér papírok/Poszterek

A kerékszerű fém klaszterek új családja egyedülálló tulajdonságokkal rendelkezik Április 14th, 2023

Gyémántvágási pontosság: Az Illinoisi Egyetem gyémánt érzékelőket fejleszt neutronkísérletekhez és kvantuminformáció-tudományhoz Április 14th, 2023

A mechanikai energia kívánt irányba történő csatornázása Április 14th, 2023

A beültethető eszköz csökkenti a hasnyálmirigy-daganatokat: A hasnyálmirigyrák megszelídítése intratumorális immunterápiával Április 14th, 2023

Fotonika/Optika/Lézerek

Az adatok most már fénysebességgel feldolgozhatók! Április 14th, 2023

A rekordsebességű optikai kapcsolás kaput nyit az ultragyors, fényalapú elektronika és számítógépek előtt: Március 24th, 2023

A fény találkozik a mély tanulással: elég gyors számítástechnika a következő generációs mesterséges intelligencia számára Március 24th, 2023

A stanfordi kutatók új módszert fejlesztenek ki a folyadékokban lévő baktériumok azonosítására: A technológia innovatív adaptációja egy régi tintasugaras nyomtatóban, valamint az AI által támogatott képalkotás gyorsabb és olcsóbb módszert jelent a baktériumok kimutatására a vérben, szennyvízben és egyebekben. Március 3rd, 2023

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• A jövő pénzverése – Adryenn Ashley. Hozzáférés itt.
• Forrás: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57334