Ingénierie des solvants verts pour contrôler la distribution de phase et réaliser un laser à pérovskite quasi-bidimensionnel à faible seuil

WEI Guoqiang ,  

ZHAN Zijun ,  

CAI Shuang ,  

ZHOU Hongzhi ,  

LIU Zhengzheng ,  

HU Zhiping ,  

DU Juan ,  

摘要

Les pérovskites quasi-bidimensionnelles sont un milieu amplificateur idéal pour les micro-lasers et nano-lasers, mais leur processus de cristallisation incontrôlé et la présence massive de phases à faible <n> entravent l'amélioration du gain optique et des performances des dispositifs. Cette étude utilise l'acétate d'éthyle (EA) comme anti-solvant écologique, ce qui a permis de préparer avec succès des films quasi-bidimensionnels de haute qualité PEA0.4MAPbBr3. Les films traités à l'EA montrent une morphologie améliorée, une cristallinité plus élevée, et une suppression significative des phases à faible <n>. Ces caractéristiques ont conduit à une durée de vie de photoluminescence prolongée jusqu'à 26,3 ns et à une durée de vie de gain significativement augmentée à 129 ps. Par conséquent, les films de pérovskite optimisés présentent un seuil d'amplification par émission spontanée (ASE) considérablement réduit (5,6 μJ·cm-2) et un gain modal net élevé atteignant 935 cm-1. Grâce à ces gains améliorés, nous avons réussi à fabriquer un laser à cavité verticale basé sur un miroir diélectrique de Bragg, réalisant une émission laser monomode à une longueur d'onde de 528,3 nm avec un facteur de qualité allant jusqu'à ~5 886. Ce travail propose une stratégie d'ingénierie des solvants verts pour la fabrication de lasers pérovskites haute performance et favorise le développement de leurs applications dans les dispositifs photoniques.

关键词

pérovskite quasi-bidimensionnelle; antisolvant vert; caractéristiques de gain; laser pérovskite

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