Перовскитные лазеры с эффективным рассеиванием тепла с использованием алмазной подложки с высокой теплопроводностью

Переиздано Платоном

Читают: 0

Главная > Нажмите > Перовскитные лазеры с эффективным рассеиванием тепла с использованием алмазной подложки с высокой теплопроводностью

На рисунке показана схема предлагаемого лазера MAPbI3 с модой шепчущей галереи (WGM) с оптической накачкой, состоящего из треугольной нанопластинки MAPbI3, зазора SiO2 и алмазной подложки. КРЕДИТ © Science China Press

На рисунке показана схема предлагаемого лазера в режиме шепчущей галереи (WGM) MAPbI3 с оптической накачкой, состоящего из треугольной нанопластинки MAPbI3, щелевого слоя SiO2 и алмазной подложки. КРЕДИТ
© Science China Press

Абстрактные:
Лазеры на перовските быстро добились прогресса в разработке генерации с непрерывным возбуждением из генерации с возбуждением фемтосекундным импульсом, что считается критическим шагом на пути к генерации с электрическим возбуждением. После непрерывной генерации при комнатной температуре следующей целью является реализация генерации с электрическим приводом. В коммерчески доступных электрических инжекционных лазерах традиционные монокристаллические полупроводники, выращенные эпитаксиально, с большой теплопроводностью κ и высокой подвижностью носителей заряда m обычно демонстрируют небольшой резистивный нагрев при протекании большого тока. Хотя перовскиты обладают большой и сбалансированной подвижностью носителей заряда, они страдают от малых значений κ. Теплопроводность MAPbI3 составляет 1-3 Вт м-1 К-1, что уступает теплопроводности GaAs (50 Вт м-1 К-1). Следовательно, тепло, преобразованное в результате потерь энергии безызлучательными путями, не может быть эффективно рассеяно. Этот отказ увеличит порог генерации, поскольку носители занимают более широкий диапазон энергий при более высокой температуре, ослабляя инверсию населенности любого данного перехода наряду с другими проблемами, такими как деградация и тепловые дефекты. Самый низкий порог электрического возбуждения перовскитного лазера с распределенной обратной связью (РОС) может достигать 24 мА см-2. Более того, из-за инжекции сильного тока в обычных перовскитных светоизлучающих диодах, используемых для лазерных устройств, внешний квантовый выход будет значительно ограничен в условиях инжекции сильного тока из-за джоулева нагрева. Следовательно, управление теплом является узким местом для разработки лазеров с электрическим приводом на основе перовскита.

Перовскитные лазеры с эффективным рассеиванием тепла с использованием алмазной подложки с высокой теплопроводностью

Пекин, Китай | Опубликовано 14 апреля 2023 г.

В этом свете группа исследователей, включая профессора Гохуэй Ли, профессора Шэнван Юй, профессора Янься Цуй из Тайюаньского технологического университета и профессора Кайбо Чжэн из Лундского университета, продемонстрировала перовскитный лазер на нанопластинках на алмазной подложке, который может эффективно рассеивать тепло, выделяемое при оптической накачке. Продемонстрированный лазер имеет добротность ~1962, порог генерации 52.19 мкДж/см2. Плотное оптическое ограничение также реализуется за счет введения тонкого промежутка SiO2 между нанопластинками и алмазной подложкой. Распределение электрического поля внутри структур показывает, что широкий зазор SiO2 толщиной 200 нм создает явно меньшее поле рассеяния в алмазной подложке, одновременно предлагая лучшее удержание мод внутри нанопластины MAPbI3. Они оценили рассеивание тепла в перовскитных лазерах на нанопластинках на алмазной подложке по изменению температуры в условиях оптической накачки. Лазер отличается низкой температурной чувствительностью, зависящей от плотности накачки (~0.56 ± 0.01 К см2 мкДж-1) за счет включения алмазной подложки. Чувствительность на один-два порядка ниже, чем у лазеров на перовскитных нанопроволоках на стеклянных подложках, о которых сообщалось ранее. Алмазная подложка с высокой теплопроводностью позволяет лазеру на нанопластинках работать с высокой плотностью накачки. Исследование может вдохновить на разработку перовскитных лазеров с электрическим приводом. Эта работа была опубликована в SCIENCE CHINA Materials (https://doi.org/10.1007/s40843-022-2355-6)

Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (U21A20496, 61922060, 61775156, 61805172,12104334, 62174117, 61905173 и 202102150101007), Ключевой программой исследований и разработок провинции Шаньси (2022), Институтом перспективных материалов и Программа химического машиностроения (020SX-TD20210302123154), Фонд естественных наук провинции Шаньси (20210302123169 и 2021), Исследовательский проект, поддерживаемый Стипендиальным советом Шаньси Китая (033-2021), Исследовательский проект, поддерживаемый Институтом перспективных материалов Шаньси-Чжэда и химическая инженерия (008SX-FR2020206), а также специальный проект «Внедрение талантов» в городе Львян (Rc2020207 и Rc202006935009). Гохуэй Ли также выражает благодарность Китайскому стипендиальному совету за поддержку (XNUMX).

####

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, нажмите здесь

Контактная информация:
Контактная информация для СМИ

Бей Ян
Наука Китай Пресс
Контакт с экспертом

Гохуэй Ли
Тайюаньский технологический университет

Авторские права © Science China Press

Если у вас есть комментарий, пожалуйста Контакты нас.

Издатели новостных выпусков, а не 7th Wave, Inc. или Nanotechnology Now, несут единоличную ответственность за точность содержания.

Закладка: