高效的納米線激光器有利于光纖通信,污染分析和其他應(yīng)用。其挑戰(zhàn)在于找到適合的材料。這些超緊湊的納米線有*的發(fā)光能力,波長可調(diào),并比較容易合成。這些鈣鈦礦結(jié)構(gòu)納米線可以與高效的太陽能電池材料相*。
據(jù)悉,鈣鈦礦材料具有成本低,工藝簡單,效率高的優(yōu)點,是太陽能電池板研究常用的材料?,F(xiàn)在,研究人員證明了由鉛鹵化物鈣鈦礦制備的納米線激光器是已知的*高效的激光器。
納米線的拓?fù)鋱D像(左插入)。常溫下,兩種不同的鹵化物納米線激光發(fā)射圖像、碘(紅色中心)和溴(綠色在右邊)。
半導(dǎo)體納米線激光器,由于其超緊湊的物理結(jié)構(gòu),高相干輸出和高效率,是集成納米級光子和光電器件的優(yōu)選組件。而且激發(fā)只需要一個較小閾值,低于閥值只有少量光發(fā)出。
在納米線激光器技術(shù)中,高的"激光閾值"不僅使得關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)步困難,還會限制激光性能導(dǎo)致其他能量損失的發(fā)生。為了尋找理想的納線激光材料,哥倫比亞大學(xué)和威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的研究者研究了一種新材料,甲基銨鉛鹵化物鈣鈦礦(CH3NH3PbX3),這是一種新興的高效太陽能電池的主要材料,成本低、工藝簡單、而且效率高。
鉛鹵鈣鈦礦在太陽能電池中的*性能歸功于其長的載流子壽命和低非輻射復(fù)合率,這些性質(zhì)也是制備半導(dǎo)體激光器的理想特性。
在常溫下,這些納米線激光器具有*低的激光閾值和接近*的激光效率(發(fā)射和吸收的光子數(shù)的比例,每吸收一個光子*可以釋放出一個激光光子),激光波長可調(diào)范圍覆蓋了近紅外到可見光的特點。
激光發(fā)射從近紅外到藍(lán)光是隨著鹵化物(X=I、Br、Cl)在納米線上原子序數(shù)的減少引起的。這些納米線可以推動納米光子學(xué)和光電子器件的應(yīng)用。特別是在近紅外區(qū)域的激光,可以更好的應(yīng)用于光纖通信。