🇨🇳 Наука. ФИС. Перовскиты. Китай

Китайские ученые усовершенствовали кристаллическую структуру перовскита – это может пригодиться в интегральной фотонике

Это позволило разработать рекордные перовскитные лазеры, предназначенные для интеграции в кремниевые чипы для оптических вычислений. В перспективе это позволит создавать более эффективные микросхемы для смартфонов и ноутбуков.

Традиционные лазерные материалы слишком дорогие, если сравнивать их с кремнием. Перовскиты в этом плане выглядят более подходящими, но их использование сдерживал критический недостаток – так называемая Оже-рекомбинация (Auger-recombination). Этот эффект, поглощающий энергию, не позволял добиться работы лазеров на чипе в непрерывном или даже в почти непрерывном режиме, что требуется для вычислений.

Исследователи из Чжэцзянского университета подобрали летучую аммониевую добавку, которую применяют в процессе отжига поликристаллических перовскитных пленок. Она запускает фазовую реконструкцию, которая удаляет нежелательные низкоразмерные фазы и уменьшает каналы Оже-рекомбинации. Соответствующая публикация вышла в Advanced Photonics.

Исследователи создали вертикально-излучающий лазер VCSELL на основе нового материала, этот лазер показал наилучших характеристик (для перовскитного лазера) при этом он может работать в почти непрерывном режиме – порог генерации достигает 17.3 мкДж на кв.см, а добротность – 3850 при квазинепрерывной наносекундной накачке. Утверждается, что эти показатели являются лучшими для перовскитных лазеров в таком режиме.

Это хорошая новость, поскольку перовскиты дешевы, просты в производстве и совместимы с различными подложками, включая кремний. В отличие от полупроводников III-V группы, они не требуют сложных процессов выращивания на специализированных подложках.

Ждем ФИС на основе перовскитных чипов?

Для массового внедрения необходимо решить вопросы долговременной стабильности перовскитов (пока решается плохо) и разработать методы электрической накачки (в текущем исследовании использовалась оптическая накачка). И все же на горизонте 5-10 лет мы можем увидеть первые коммерческие применения этой технологии.

Кстати, в России тоже разрабатывают перовскитные лазеры для ФИС, причем в нескольких организациях.

@RUSmicro