Laser perovskit cu disipare eficientă a căldurii folosind un substrat de diamant cu conductivitate termică ridicată

Acasă > Anunturi > Laser perovskit cu disipare eficientă a căldurii folosind un substrat de diamant cu conductivitate termică ridicată

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

Rezumat:
Laserele perovskite au realizat rapid progrese în dezvoltarea laserului excitat cu undă continuă dintr-un laser excitat cu impulsuri femtosecunde, care este considerat un pas critic către laser excitat electric. După laserizarea cu undă continuă la temperatura camerei, următorul obiectiv este realizarea laserului acţionat electric. În laserele de injecție electrice disponibile comercial, semiconductori monocristaluri tradiționali cultivați epitaxial, atât cu conductivitate termică mare κ, cât și cu mobilitate ridicată a purtătorului de sarcină m, prezintă de obicei o încălzire rezistivă mică sub un flux de curent mare. În timp ce perovskiții posedă mobilități mari și echilibrate ale purtătorilor de sarcină, ei suferă de valori mici κ. Conductivitatea termică a MAPbI3 este de 1-3 W m−1 K−1, care este inferioară celei a GaAs (50 W m−1 K−1). Prin urmare, căldura convertită din pierderea de energie prin căi nonradiative nu poate fi disipată eficient. Acest eșec va crește pragul de laser, deoarece purtătorii ocupă un interval de energie mai larg la o temperatură mai mare, diluând inversiunea populației oricărei tranziții date împreună cu alte probleme, cum ar fi degradarea și defecte induse de căldură. Cel mai scăzut prag de excitație electrică al unui laser perovskit cu feedback distribuit (DFB) ar fi de până la 24 mA cm−2. În plus, datorită injecției de curent ridicat în arhitecturile convenționale de diode emițătoare de lumină perovskite utilizate pentru dispozitivele laser, eficiența cuantică externă ar fi limitată semnificativ în condiții de injecție cu curent ridicat datorită încălzirii Joule. Prin urmare, gestionarea căldurii este un blocaj pentru dezvoltarea laserelor acționate electric pe bază de perovskit.

Laser perovskit cu disipare eficientă a căldurii folosind un substrat de diamant cu conductivitate termică ridicată

Beijing, China | Postat pe 14 aprilie 2023

În această lumină, un grup de cercetători, inclusiv prof. Guohui Li, prof. Shengwang Yu, prof. Yanxia Cui de la Universitatea de Tehnologie Taiyuan și prof. Kaibo Zheng de la Universitatea Lund, au demonstrat un laser cu nanoplachete perovskite pe un substrat de diamant care poate disipa eficient caldura generata in timpul pomparii optice. Laserul demonstrat are un factor Q de ~ 1962, un prag de laser de 52.19 μJ cm−2. Limitarea optică strânsă este, de asemenea, realizată prin introducerea unui strat subțire de decalaj de SiO2 între nanoplachete și substratul de diamant. Distribuția câmpului electric în interiorul structurilor arată că un decalaj mare de SiO2 de 200 nm în grosime produce în mod evident un câmp de scurgere mai mic în substratul de diamant, propunând simultan o confinare mai bună în cadrul nanoplachetelor MAPbI3. Ei au evaluat disiparea căldurii în laserele cu nanoplachete perovskite pe substratul de diamant prin variațiile de temperatură în condiții de pompare optică. Laserul are o sensibilitate scăzută la temperatură, dependentă de densitatea pompei (~0.56 ± 0.01 K cm2 μJ−1) prin încorporarea substratului de diamant. Sensibilitatea este cu unu până la două ordine de mărime mai mică decât valorile pentru laserele cu nanofire perovskite raportate anterior pe substraturi de sticlă. Substratul de diamant cu conductivitate termică ridicată permite laserului cu nanoplachete să funcționeze la o densitate mare a pompei. Studiul ar putea inspira dezvoltarea laserelor perovskite acţionate electric. Această lucrare a fost publicată în SCIENCE CHINA Materials (https://doi.org/10.1007/s40843-022-2355-6)

Această lucrare a fost susținută de Fundația Națională de Științe Naturale din China (U21A20496, 61922060, 61775156, 61805172,12104334, 62174117 și 61905173), Programul Cheie de Cercetare și Dezvoltare al Institutului de Cercetare și Dezvoltare al provinciei Shanxi (202102150101007), Institutului Avansat din Shanxi (2022) Programul de inginerie chimică (020SX-TD20210302123154), Fundația de Științe Naturale din provincia Shanxi (20210302123169 și 2021), proiectul de cercetare susținut de Consiliul de Burse Shanxi din China (033-2021), proiectul de cercetare susținut de Institutul de Materiale Avansate Shanxi-Zheda și inginerie chimică (008SX-FR2020206) și proiectul special de introducere a talentelor din orașul Lvliang (Rc2020207 și Rc202006935009). Guohui Li recunoaște, de asemenea, sprijinul din partea China Scholarship Council (XNUMX).

####

Pentru mai multe informații, faceți clic pe aici

Contacte:
Media Contact

Bei Yan
Science China Press
Contact expert

Guohui Li
Universitatea de Tehnologie din Taiyuan

Drepturi de autor © Science China Press

Dacă aveți un comentariu, vă rog Contact ne.

Emitenții de comunicate de știri, nu 7th Wave, Inc. sau Nanotechnology Now, sunt singuri responsabili pentru acuratețea conținutului.

Bookmark:

Link-uri conexe

Hârtie:

Stiri conexe Presa

Știri și informații

Noua familie de grupuri metalice asemănătoare unei roți prezintă proprietăți unice Aprilie 14th, 2023

Nanobiotehnologie: Cum nanomaterialele pot rezolva probleme biologice și medicale Aprilie 14th, 2023

Noi evoluții în tehnologia biosenzorilor: de la nanomateriale la detectarea cancerului Aprilie 14th, 2023

IOP Publishing sărbătorește Ziua Mondială a Cuanticului prin anunțarea unei colecții cuantice speciale și a câștigătorilor a două premii cuantice prestigioase Aprilie 14th, 2023

perovskiții

O strategie universală de pulbere la pulbere cu asistent HCl pentru prepararea perovskiților fără plumb Martie 24th, 2023

Stabilitatea celulelor solare perovskite atinge următoarea etapă Ianuarie 27th, 2023

Polimer p-doping îmbunătățește stabilitatea celulelor solare perovskite Ianuarie 20th, 2023

O nouă metodă abordează problema celulelor solare perovskite: cercetătorii NREL oferă o abordare de creștere care crește eficiența, stabilitatea Decembrie 29th, 2022

Futures posibile

Noua familie de grupuri metalice asemănătoare unei roți prezintă proprietăți unice Aprilie 14th, 2023

Precizie de tăiere cu diamant: Universitatea din Illinois va dezvolta senzori cu diamant pentru experimente cu neutroni și știința informațiilor cuantice Aprilie 14th, 2023

Canalizarea energiei mecanice într-o direcție preferată Aprilie 14th, 2023

Dispozitivul implantabil micșorează tumorile pancreatice: îmblânzirea cancerului pancreatic cu imunoterapie intratumorală Aprilie 14th, 2023

Calcul optic / Calcul fotonic

Acum datele pot fi procesate cu viteza luminii! Aprilie 14th, 2023

Comutarea optică la viteze record deschide ușa pentru electronice și computere ultrarapide, bazate pe lumină: Martie 24th, 2023

Lumina se întâlnește cu învățarea profundă: calcul suficient de rapid pentru AI de nouă generație Martie 24th, 2023

Un nou studiu deschide ușa dispozitivelor 2D ultrarapide care utilizează superdifuziunea de exciton neechilibrat Februarie 10th, 2023

descoperiri

Acum datele pot fi procesate cu viteza luminii! Aprilie 14th, 2023

Precizie de tăiere cu diamant: Universitatea din Illinois va dezvolta senzori cu diamant pentru experimente cu neutroni și știința informațiilor cuantice Aprilie 14th, 2023

Canalizarea energiei mecanice într-o direcție preferată Aprilie 14th, 2023

Dispozitivul implantabil micșorează tumorile pancreatice: îmblânzirea cancerului pancreatic cu imunoterapie intratumorală Aprilie 14th, 2023

anunturi

Nanobiotehnologie: Cum nanomaterialele pot rezolva probleme biologice și medicale Aprilie 14th, 2023

Noi evoluții în tehnologia biosenzorilor: de la nanomateriale la detectarea cancerului Aprilie 14th, 2023

IOP Publishing sărbătorește Ziua Mondială a Cuanticului prin anunțarea unei colecții cuantice speciale și a câștigătorilor a două premii cuantice prestigioase Aprilie 14th, 2023

Acum datele pot fi procesate cu viteza luminii! Aprilie 14th, 2023

Interviuri / Recenzii de carte / Eseuri / Rapoarte / Podcasturi / Jurnale / Lucrări albe / Afise

Noua familie de grupuri metalice asemănătoare unei roți prezintă proprietăți unice Aprilie 14th, 2023

Precizie de tăiere cu diamant: Universitatea din Illinois va dezvolta senzori cu diamant pentru experimente cu neutroni și știința informațiilor cuantice Aprilie 14th, 2023

Canalizarea energiei mecanice într-o direcție preferată Aprilie 14th, 2023

Dispozitivul implantabil micșorează tumorile pancreatice: îmblânzirea cancerului pancreatic cu imunoterapie intratumorală Aprilie 14th, 2023

Fotonică / Optics / Laser

Acum datele pot fi procesate cu viteza luminii! Aprilie 14th, 2023

Comutarea optică la viteze record deschide ușa pentru electronice și computere ultrarapide, bazate pe lumină: Martie 24th, 2023

Lumina se întâlnește cu învățarea profundă: calcul suficient de rapid pentru AI de nouă generație Martie 24th, 2023

Cercetătorii de la Stanford dezvoltă o nouă modalitate de a identifica bacteriile din fluide: o adaptare inovatoare a tehnologiei într-o imprimantă cu jet de cerneală veche plus imagini asistate de AI conduc la o modalitate mai rapidă și mai ieftină de a identifica bacteriile în sânge, în apele uzate și multe altele. 3rd martie, 2023

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Mintând viitorul cu Adryenn Ashley. Accesați Aici.
• Sursa: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57334