Nedávno tím profesora Davida Di zo Školy optoelektronických vied a inžinierstva Zhejiang University/Haining International Joint College, výskumník Zou Chen a profesor Zhao Baodan vyvinuli prvý elektricky poháňaný perovskitový laser na svete. Ide o "dvojdutinový" laser obsahujúci dve optické mikrodutiny. Integruje nízkoprahovú perovskitovú jednokryštálovú mikrodutinovú podjednotku a vysokovýkonnú mikrodutinovú perovskitovú LED podjednotku do toho istého zariadenia, čím vytvára vertikálne naskladanú viacvrstvovú štruktúru.
Tento nový polovodičový laser vyžaduje na vyžarovanie svetla minimálny prúd (prahový prúd) 92 A/cm², čo je o jeden rád nižšie ako u najlepších organických polovodičových laserov. Vykazuje tiež vynikajúcu stabilitu a umožňuje rýchlu moduláciu v šírke pásma 36,2 MHz, vďaka čomu je sľubným kandidátom pre aplikácie v-prenose dát na čipe, výpočtovej technike a biomedicíne. Výskumná práca bola publikovaná v *Nature* 27. augusta.
Existuje množstvo typov laserov a v súčasnosti nové laserové materiály, ako sú perovskitové polovodiče, organické polovodiče a kvantové bodky, vykazujú významné výhody. Medzi týmito materiálmi sú perovskitové polovodiče mimoriadne technicky sľubné vďaka svojim laditeľným emisným spektrom (schopným produkovať rôzne farby) a extrémne nízkym prahovým hodnotám laserovej emisie v podmienkach optického čerpania (tj svetelného-riadenia).
Vývoj elektricky poháňaných perovskitových laserov je však už dlho najväčšou výzvou v oblasti perovskitovej optoelektroniky a zostáva spoločným cieľom mnohých výskumných tímov na celom svete.
„Aby sme dosiahli elektricky poháňané laserové vyžarovanie, vynašli sme integrovanú dvojitú{0}}dutinovú štruktúru. Náš prístup zahŕňa kompaktnú integráciu vysokovýkonnej mikrodutinovej perovskitovej podjednotky LED s vysoko{3}}kvalitnou jedno-kryštálovou perovskitovou mikrodutinovou podjednotkou v rámci jedného zariadenia,“ vysvetlil David Di, zodpovedajúci autor článku. Toto zariadenie efektívne spája veľké množstvo fotónov generovaných mikrodutinovou perovskitovou LED pri elektrickej excitácii do druhej mikrodutiny, kde excitujú jednokryštálové perovskitové zosilňovacie médium na generovanie laserového svetla.
„Hoci princíp integrovanej elektro{0}}poháňanej prevádzky nie je sám o sebe zložitý, stále sme čelili mnohým výzvam, keď sme začali vyrábať laser,“ povedal Zou Chen, zodpovedajúci autor článku. Keď tím prekonal každú prekážku jednu po druhej, pri prvom pozorovaní dlho-očakávaného laserového spektra pod elektrickým pohonom sa objavil neopísateľný pocit radosti a vzrušenia.
