For nylig udviklede holdet af professor David Di fra School of Optoelectronic Science and Engineering ved Zhejiang University/Haining International Joint College, forskeren Zou Chen og professor Zhao Baodan verdens første elektrisk drevne perovskitlaser. Dette er en "dobbelt-hulrumslaser, der indeholder to optiske mikrokaviteter. Den integrerer en lav-perovskit-enkelt-krystalmikrohulrumsunderenhed og en høj-mikrohulrumperovskit-LED-underenhed i den samme enhed og danner en vertikalt stablet flerlagsstruktur.
Denne nye halvlederlaser kræver en minimumstrøm (tærskelstrøm) på 92 A/cm² for at udsende lys, hvilket er en størrelsesorden lavere end for de bedste organiske halvlederlasere. Den udviser også fremragende stabilitet og muliggør hurtig modulering ved en båndbredde på 36,2 MHz, hvilket gør den til en lovende kandidat til applikationer inden for-chip datatransmission, computing og biomedicin. Forskningspapiret blev offentliggjort i *Nature* den 27. august.
Der er adskillige typer lasere, og i øjeblikket viser nye lasermaterialer såsom perovskit-halvledere, organiske halvledere og kvanteprikker betydelige fordele. Blandt disse materialer har perovskit-halvledere et exceptionelt teknisk løfte på grund af deres justerbare emissionsspektre (i stand til at producere forskellige farver) og ekstremt lave laseremissionstærskler under optiske pumpeforhold (dvs. lys-drevne) forhold.
Udviklingen af elektrisk drevne perovskit-lasere har dog længe været den største udfordring inden for perovskit-optoelektronik og er fortsat et fælles mål, der forfølges af adskillige forskerhold verden over.
"For at opnå elektrisk drevet laseremission opfandt vi en integreret dobbelt-hulrumsstruktur. Vores tilgang involverer kompakt integration af en høj-mikrohulrum perovskit LED-underenhed med en enkelt-krystalperovskitmikrohulrumsunderenhed af høj-kvalitet i en enkelt enhed," forklarede David Di, der svarer til avisen. Denne enhed kobler effektivt det store antal fotoner, der genereres af perovskit-LED'en med mikrohulrum under elektrisk excitation, til et andet mikrohulrum, hvor de exciterer enkeltkrystalperovskit-forstærkningsmediet for at generere laserlys.
"Selvom princippet om integreret elektro-drevet drift ikke er komplekst i sig selv, stod vi stadig over for adskillige udfordringer, da vi begyndte at fremstille laseren," sagde Zou Chen, en tilsvarende forfatter til papiret. Da holdet overvandt hver forhindring én efter én, voksede en ubeskrivelig følelse af glæde og spænding op, da de observerede det længe ventede laserspektrum for første gang under elektrisk drev.
