পিকিং বিশ্ববিদ্যালয় একটি পেরোভস্কাইট অবিচ্ছিন্ন উপলব্ধি করেছেলেজার উৎস১ বর্গ মাইক্রনের চেয়ে ছোট
অন-চিপ অপটিক্যাল ইন্টারকানেকশনের (<১০ fJ বিট-১) কম শক্তি খরচের প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য ১μm²-এর কম ডিভাইস ক্ষেত্রফল বিশিষ্ট একটি অবিচ্ছিন্ন লেজার উৎস তৈরি করা গুরুত্বপূর্ণ। তবে, ডিভাইসের আকার কমার সাথে সাথে অপটিক্যাল এবং মেটেরিয়াল লস উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়, তাই সাব-মাইক্রন ডিভাইসের আকার অর্জন করা এবং লেজার উৎসের অবিচ্ছিন্ন অপটিক্যাল পাম্পিং অত্যন্ত চ্যালেঞ্জিং। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, হ্যালাইড পেরোভস্কাইট উপাদানগুলি তাদের উচ্চ অপটিক্যাল গেইন এবং অনন্য এক্সাইটন পোলারাইটন বৈশিষ্ট্যের কারণে অবিচ্ছিন্ন অপটিক্যালি পাম্পড লেজারের ক্ষেত্রে ব্যাপক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। এখন পর্যন্ত রিপোর্ট করা পেরোভস্কাইট অবিচ্ছিন্ন লেজার উৎসগুলির ডিভাইস ক্ষেত্রফল এখনও ১০μm²-এর বেশি, এবং সাব-মাইক্রন লেজার উৎসগুলিকে উদ্দীপিত করার জন্য উচ্চতর পাম্প শক্তি ঘনত্ব সহ পালসড আলোর প্রয়োজন হয়।
এই চ্যালেঞ্জের জবাবে, পিকিং বিশ্ববিদ্যালয়ের ম্যাটেরিয়ালস সায়েন্স অ্যান্ড ইঞ্জিনিয়ারিং স্কুলের ঝাং চিং-এর গবেষণা দল সফলভাবে উচ্চ-মানের পেরোভস্কাইট সাবমাইক্রন একক স্ফটিক উপাদান প্রস্তুত করেছে, যা ০.৬৫μm²-এর মতো কম ডিভাইস ক্ষেত্রফলের অবিচ্ছিন্ন অপটিক্যাল পাম্পিং লেজার উৎস তৈরি করতে সক্ষম। একই সাথে, সাবমাইক্রন অবিচ্ছিন্ন অপটিক্যালি পাম্পড লেজিং প্রক্রিয়ায় ফোটন ও এক্সাইটন-পোলারাইটনের কার্যপ্রণালী গভীরভাবে বোঝা গেছে, যা ছোট আকারের এবং কম থ্রেশহোল্ডের সেমিকন্ডাক্টর লেজারের বিকাশের জন্য একটি নতুন ধারণা প্রদান করে। “Continuous Wave Pumped Perovskite Lasers with Device Area Below 1 μm²” শিরোনামের এই গবেষণার ফলাফল সম্প্রতি অ্যাডভান্সড ম্যাটেরিয়ালস জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে।
এই গবেষণায়, রাসায়নিক বাষ্প অধঃক্ষেপণ (কেমিক্যাল ভেপার ডিপোজিশন) পদ্ধতিতে স্যাফায়ার সাবস্ট্রেটের উপর অজৈব পেরোভস্কাইট CsPbBr3 একক স্ফটিকের মাইক্রন শিট প্রস্তুত করা হয়েছিল। দেখা গেছে যে, কক্ষ তাপমাত্রায় পেরোভস্কাইট এক্সাইটনগুলির সাথে সাউন্ড ওয়াল মাইক্রোক্যাভিটি ফোটনগুলির শক্তিশালী কাপলিং-এর ফলে এক্সাইটোনিক পোলারাইটন গঠিত হয়। রৈখিক থেকে অরৈখিক নিঃসরণ তীব্রতা, সংকীর্ণ লাইন প্রস্থ, নিঃসরণ পোলারাইজেশন রূপান্তর এবং থ্রেশহোল্ডে স্থানিক সুসংগতি রূপান্তরের মতো একাধিক প্রমাণের মাধ্যমে সাব-মাইক্রন আকারের CsPbBr3 একক স্ফটিকের অবিচ্ছিন্ন আলোক-চালিত ফ্লুরোসেন্স লেজ নিশ্চিত করা হয়েছে, এবং ডিভাইসটির ক্ষেত্রফল মাত্র ০.৬৫μm²। একই সাথে, এটিও দেখা গেছে যে সাব-মাইক্রন লেজার উৎসের থ্রেশহোল্ড বড় আকারের লেজার উৎসের থ্রেশহোল্ডের সাথে তুলনীয়, এবং এমনকি তার চেয়েও কম হতে পারে (চিত্র ১)।
চিত্র ১. অবিচ্ছিন্ন আলোকীয়ভাবে পাম্পকৃত সাবমাইক্রন CsPbBr3লেজার আলোর উৎস
অধিকন্তু, এই কাজটি পরীক্ষামূলকভাবে এবং তাত্ত্বিকভাবে সাবমাইক্রন অবিচ্ছিন্ন লেজার উৎস বাস্তবায়নে এক্সিটন-পোলারাইজড এক্সিটনের কার্যপ্রণালী অন্বেষণ করে এবং উন্মোচন করে। সাবমাইক্রন পেরোভস্কাইটে উন্নত ফোটন-এক্সিটন কাপলিং-এর ফলে গ্রুপ প্রতিসরাঙ্ক প্রায় ৮০ পর্যন্ত উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়, যা মোড লস পূরণের জন্য মোড গেইনকে যথেষ্ট পরিমাণে বাড়িয়ে দেয়। এর ফলে একটি উচ্চতর কার্যকরী মাইক্রোক্যাভিটি কোয়ালিটি ফ্যাক্টর এবং একটি সংকীর্ণতর নিঃসরণ লাইনউইডথ সহ একটি পেরোভস্কাইট সাবমাইক্রন লেজার উৎস তৈরি হয় (চিত্র ২)। এই কার্যপ্রণালীটি অন্যান্য সেমিকন্ডাক্টর উপাদানের উপর ভিত্তি করে ছোট আকারের, নিম্ন-থ্রেশহোল্ড লেজার তৈরির ক্ষেত্রেও নতুন অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে।
চিত্র ২. এক্সিটোনিক পোলারাইজন ব্যবহার করে সাব-মাইক্রন লেজার উৎসের কার্যপ্রণালী
পিকিং বিশ্ববিদ্যালয়ের পদার্থ বিজ্ঞান ও প্রকৌশল অনুষদের ২০২০ সালের ঝিবো শিক্ষার্থী সং জিয়েপেং এই গবেষণাপত্রটির প্রথম লেখক এবং পিকিং বিশ্ববিদ্যালয় হলো এর প্রথম একক। সিংহুয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের পদার্থবিজ্ঞানের অধ্যাপক ঝাং চিং এবং শিয়ং কিহুয়া হলেন সংশ্লিষ্ট লেখক। এই কাজটি চীনের জাতীয় প্রাকৃতিক বিজ্ঞান ফাউন্ডেশন এবং বেইজিং বিজ্ঞান ফাউন্ডেশন ফর আউটস্ট্যান্ডিং ইয়ং পিপল দ্বারা সমর্থিত ছিল।
পোস্ট করার সময়: সেপ্টেম্বর-১২-২০২৩