Laser Perovskite tản nhiệt hiệu quả sử dụng chất nền kim cương có độ dẫn nhiệt cao

Được xuất bản lại bởi Plato

Người theo dõi: 0

Trang Chủ > Ấn Bản > Laser perovskite tản nhiệt hiệu quả sử dụng chất nền kim cương có độ dẫn nhiệt cao

Hình này cho thấy sơ đồ của laze chế độ thư viện thì thầm MAPbI3 được bơm quang học được đề xuất bao gồm tiểu cầu nano MAPbI3 hình tam giác, lớp khe SiO2 và chất nền kim cương. TÍN DỤNG © Science China Press

Hình vẽ cho thấy sơ đồ của laser chế độ thư viện thì thầm MAPbI3 (WGM) được bơm quang học được đề xuất bao gồm một tiểu cầu nano MAPbI3 hình tam giác, lớp khe hở SiO2 và chất nền kim cương. TÍN DỤNG
© Science China Press

Tóm tắt:
Laser perovskite đã nhanh chóng đạt được tiến bộ trong việc phát triển phát quang kích thích sóng liên tục từ phát quang kích thích xung femto giây, đây được coi là một bước quan trọng đối với phát quang kích thích điện. Sau khi phát laze sóng liên tục ở nhiệt độ phòng, mục tiêu tiếp theo là thực hiện phát laze điều khiển bằng điện. Trong các laser tiêm điện có sẵn trên thị trường, các chất bán dẫn đơn tinh thể phát triển theo trục truyền thống có cả độ dẫn nhiệt lớn κ và độ linh động của chất mang điện tích cao m thường thể hiện sự gia nhiệt điện trở nhỏ dưới dòng điện lớn. Mặc dù perovskite sở hữu khả năng mang điện tích lớn và cân bằng, nhưng chúng phải chịu các giá trị κ nhỏ. Độ dẫn nhiệt của MAPbI3 là 1-3 W m−1 K−1, kém hơn so với GaAs (50 W m−1 K−1). Do đó, nhiệt được chuyển đổi từ tổn thất năng lượng thông qua các con đường không bức xạ không thể được tiêu tan một cách hiệu quả. Lỗi này sẽ làm tăng ngưỡng phát quang khi các hạt tải điện chiếm dải năng lượng rộng hơn ở nhiệt độ cao hơn, làm giảm sự nghịch đảo dân số của bất kỳ quá trình chuyển đổi nhất định nào cùng với các vấn đề khác như suy thoái và khuyết tật do nhiệt gây ra. Ngưỡng kích thích điện thấp nhất của laser perovskite phản hồi phân tán (DFB) sẽ cao tới 24 mA cm−2. Hơn nữa, do việc tiêm dòng điện cao trong các kiến trúc đi-ốt phát sáng perovskite thông thường được sử dụng cho các thiết bị laser, hiệu suất lượng tử bên ngoài sẽ bị hạn chế đáng kể trong điều kiện phun dòng điện cao do gia nhiệt Joule. Do đó, quản lý nhiệt là một nút cổ chai để phát triển laser điều khiển bằng điện dựa trên perovskite.

Laser perovskite tản nhiệt hiệu quả sử dụng chất nền kim cương có độ dẫn nhiệt cao

Bắc Kinh, Trung Quốc | Đăng ngày 14 tháng 2023 năm XNUMX

Theo hướng này, một nhóm các nhà nghiên cứu, bao gồm Giáo sư Guohui Li, Giáo sư Shengwang Yu, Giáo sư Yanxia Cui của Đại học Công nghệ Thái Nguyên và Giáo sư Kaibo Zheng của Đại học Lund, đã trình diễn tia laser tiểu cầu nano perovskite trên đế kim cương có thể tản nhiệt hiệu quả sinh ra trong quá trình bơm quang. Laser được trình diễn có hệ số Q là ~1962, ngưỡng phát là 52.19 μJ cm−2. Sự giam cầm quang học chặt chẽ cũng được thực hiện bằng cách đưa vào một lớp khe SiO2 mỏng giữa các tiểu cầu nano và đế kim cương. Sự phân bố điện trường bên trong các cấu trúc cho thấy khoảng cách SiO2 rộng có độ dày 200 nm tạo ra trường rò rỉ ít hơn rõ ràng trong chất nền kim cương, đồng thời đề xuất chế độ giam cầm tốt hơn trong tiểu cầu nano MAPbI3. Họ đã đánh giá khả năng tản nhiệt trong laze tiểu cầu nano perovskite trên đế kim cương bằng sự thay đổi nhiệt độ trong điều kiện bơm quang học. Laser có độ nhạy nhiệt độ phụ thuộc vào mật độ bơm thấp (~0.56 ± 0.01 K cm2 μJ−1) thông qua việc kết hợp chất nền kim cương. Độ nhạy thấp hơn một đến hai bậc độ lớn so với các giá trị đối với laser dây nano perovskite được báo cáo trước đây trên đế thủy tinh. Chất nền kim cương có độ dẫn nhiệt cao cho phép laser tiểu cầu nano hoạt động ở mật độ bơm cao. Nghiên cứu có thể truyền cảm hứng cho sự phát triển của laser perovskite điều khiển bằng điện. Công trình này đã được xuất bản trong KHOA HỌC TRUNG QUỐC Vật liệu (https://doi.org/10.1007/s40843-022-2355-6)

Công trình này được hỗ trợ bởi Quỹ khoa học tự nhiên quốc gia Trung Quốc (U21A20496, 61922060, 61775156, 61805172,12104334, 62174117 và 61905173), Chương trình nghiên cứu và phát triển trọng điểm của tỉnh Sơn Tây (202102150101007), Viện vật liệu tiên tiến Shanxi-Zheda và Chương trình Kỹ thuật Hóa học (2022SX-TD020), Quỹ Khoa học Tự nhiên tỉnh Sơn Tây (20210302123154 và 20210302123169), Dự án Nghiên cứu được hỗ trợ bởi Hội đồng Học bổng Sơn Tây của Trung Quốc (2021-033), Dự án Nghiên cứu được Hỗ trợ bởi Viện Vật liệu Tiên tiến Shanxi-Zheda và Kỹ thuật Hóa học (2021SX-FR008), và Dự án Đặc biệt Giới thiệu Nhân tài của Thành phố Lvliang (Rc2020206 và Rc2020207). Guohui Li cũng ghi nhận sự hỗ trợ từ Hội đồng Học bổng Trung Quốc (202006935009).

####

Để biết thêm thông tin, xin vui lòng bấm vào tại đây

Liên hệ:
Phương tiện truyền thông Liên hệ

Bắc Yến
Nhà xuất bản Khoa học Trung Quốc
Liên hệ với chuyên gia

Guohui Li
Đại học công nghệ Thái Nguyên

Nếu bạn có một bình luận, xin vui lòng Liên hệ chúng tôi.

Các tổ chức phát hành tin tức, không phải 7th Wave, Inc. hay Nanotech Now, chỉ chịu trách nhiệm về tính chính xác của nội dung.

Bookmark: