Engenharia de solventes verdes para controlar a distribuição de fases e realizar laser de perovskita quase bidimensional de baixo limiar

WEI Guoqiang ,  

ZHAN Zijun ,  

CAI Shuang ,  

ZHOU Hongzhi ,  

LIU Zhengzheng ,  

HU Zhiping ,  

DU Juan ,  

摘要

Perovskitas quase bidimensionais são meios de ganho ideais para micro e nano lasers, mas seu processo de cristalização incontrolável e a abundância de fases de baixo <n> impedem a melhoria do ganho óptico e o desempenho do dispositivo. Neste estudo, o acetato de etila (EA) foi utilizado como um antissolvente verde, conseguindo preparar com sucesso filmes quasi bidimensionais PEA0.4MAPbBr3 de alta qualidade. Os filmes tratados com EA apresentam morfologia aprimorada, maior cristalinidade e uma supressão significativa das fases de baixo <n>. Essas características prolongaram a vida útil da fotoluminescência dos filmes de perovskita para 26,3 ns e aumentaram significativamente o tempo de vida do ganho para 129 ps. Assim, os filmes de perovskita otimizados exibiram um limiar significativamente reduzido de emissão espontânea amplificada (ASE) (5,6 μJ·cm-2) e um ganho modal líquido de até 935 cm-1. Graças a essas características de ganho aprimoradas, foi possível fabricar com sucesso um laser de cavidade vertical baseado em espelhos dielétricos de Bragg, alcançando emissão laser monomodo com comprimento de onda de 528,3 nm e fator de qualidade de aproximadamente 5.886. Este trabalho oferece uma estratégia de engenharia com solventes verdes para a produção de lasers de perovskita de alto desempenho e promove as perspectivas de seu desenvolvimento em aplicações fotônicas.

关键词

perovskita quase bidimensional; antissolvente verde; características de ganho; laser de perovskita

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