Учёные из Сколтеха, ИТМО и НИУ ВШЭ впервые запустили поляритонный лазер на перовскитном...
Учёные из Сколтеха, ИТМО и НИУ ВШЭ впервые запустили поляритонный лазер на перовскитном микрокристалле, выращенном из раствора, с прямой электрической накачкой. Результаты опубликованы в Nature. Это решает проблему, которой полвека не давали покоя: как сделать дешёвые лазерные диоды без сложной эпитаксии, работающие от постоянного тока. Раньше полупроводники из раствора перегревались и разрушались при высокой плотности тока. Команда использовала особую физику экситон-поляритонов — гибридных частиц, которые при бозе-эйнштейновской конденсации излучают когерентный свет при гораздо меньшей энергии. Микрокристалл поместили в оптический микрорезонатор с электродами из углеродных нанотрубок. С помощью двухэтапного охлаждения перераспределили ионы в кристалле и сформировали стабильный «замороженный» PIN-диод. Он эффективно впрыскивал носители заряда, не повреждая решётку. В итоге при токе всего 60 микроампер удалось наблюдать все признаки поляритонной конденсации: резкий рост яркости, сужение спектра и синий сдвиг излучения. По словам ведущего автора Анатолия Пушкарёва, инертные нанотрубки и подвижные ионные вакансии позволили избежать вредных реакций на границе с электродом и перегрева. А вблизи конца электрода специально создавали дефект, который служил ловушкой для поляритонов. Такие лазеры можно печатать простой химией вместо сложных эпитаксиальных установок. Они потребляют мало энергии и открывают путь к интегрированным оптическим соединениям для быстрых вычислений, недорогим сенсорам, спектроскопии на чипе и энергоэффективным нейроморфным схемам.