في الآونة الأخيرة، قام فريق البروفيسور ديفيد دي من كلية العلوم والهندسة الإلكترونية الضوئية بجامعة تشجيانغ / كلية هاينينغ الدولية المشتركة، والباحث زو تشن والبروفيسور تشاو باودان بتطوير أول ليزر بيروفسكايت يعمل بالكهرباء في العالم. هذا ليزر "-مزدوج التجويف" يحتوي على تجاويف بصرية صغيرة. فهو يدمج -وحدة فرعية مفردة من البيروفسكايت ذات عتبة منخفضة-ووحدة فرعية من البيروفسكايت البلورية ذات-عالية الطاقة في نفس الجهاز، مما يشكل بنية متعددة-مكدسة رأسيًا.
يتطلب ليزر أشباه الموصلات الجديد حدًا أدنى للتيار (تيار العتبة) يبلغ 92 أمبير/سم² لإصدار الضوء، وهو أقل بدرجة واحدة من أفضل أجهزة ليزر أشباه الموصلات العضوية. كما أنه يُظهر استقرارًا ممتازًا ويتيح التعديل السريع عند عرض نطاق ترددي يبلغ 36.2 ميجاهرتز، مما يجعله مرشحًا واعدًا للتطبيقات في -نقل بيانات الرقائق والحوسبة والطب الحيوي. نُشرت الورقة البحثية في مجلة *Nature* بتاريخ 27 أغسطس.
هناك أنواع عديدة من الليزر، وفي الوقت الحالي، تُظهر مواد الليزر الجديدة مثل أشباه الموصلات البيروفسكايت وأشباه الموصلات العضوية والنقاط الكمومية مزايا كبيرة. من بين هذه المواد، تحمل أشباه الموصلات البيروفسكايت وعدًا تقنيًا استثنائيًا نظرًا لأطياف انبعاثها القابلة للضبط (القادرة على إنتاج ألوان مختلفة) وعتبات انبعاث الليزر المنخفضة للغاية في ظل ظروف الضخ البصري (على سبيل المثال، - مدفوعة بالضوء).
ومع ذلك، فإن تطوير ليزر البيروفسكايت الذي يعمل بالكهرباء كان منذ فترة طويلة التحدي الأكبر في مجال الإلكترونيات الضوئية البيروفسكايت ويظل هدفًا مشتركًا تسعى إليه العديد من فرق البحث في جميع أنحاء العالم.
"لتحقيق انبعاث ليزر مدفوع كهربائيًا، اخترعنا بنية تجويف مزدوج- متكاملة. يتضمن نهجنا دمج وحدة فرعية من البيروفسكايت LED ذات تجويف صغير عالي الطاقة-مع وحدة فرعية من البيروفسكايت الصغير البلورية عالية الجودة-واحدة-في جهاز واحد،" أوضح ديفيد دي، مؤلف البحث. يعمل هذا الجهاز بكفاءة على دمج العدد الكبير من الفوتونات الناتجة عن مصباح البيروفسكايت ذو التجويف الصغير تحت الإثارة الكهربائية في تجويف صغير ثانٍ، حيث تقوم بإثارة -بلورة البيروفسكايت المفردة لكسب الوسط لتوليد ضوء الليزر.
"على الرغم من أن مبدأ التشغيل الكهربائي المتكامل-ليس معقدًا في حد ذاته، إلا أننا مازلنا نواجه العديد من التحديات عندما بدأنا في تصنيع الليزر،" قال زو تشين، المؤلف المقابل لهذه الورقة البحثية. وبينما تغلب الفريق على كل عقبة واحدة تلو الأخرى، غمر شعور لا يوصف بالبهجة والإثارة عندما لاحظوا طيف الليزر-الذي طال انتظاره لأول مرة تحت محرك كهربائي.
