Научная группа из ИТМО, Сколтеха и Высшей школы экономики (ВШЭ) первой в мире создала перовскитный лазер, работающий напрямую от электрического тока. Обычные лазеры для работы требуют внешней подсветки — еще одного лазера или мощной лампы. Это делает всю конструкцию громоздкой. Здесь же достаточно просто подключить устройство к источнику тока, как обычный светодиод.
Технология дешевле существующих решений, так как перовскитные кристаллы легко выращиваются прямо из раствора. В перспективе такие компактные источники лазерного света могут применяться в оптических чипах, сенсорах и квантовых устройствах, сообщили в пресс-службе ИТМО.
Чтобы лазеры работали, их рабочий материал (обычно полупроводниковый кристалл) сначала нужно накачать энергией извне — только тогда они начнут генерировать направленный свет. Обычно для этого используют другой лазер или мощную лампу-вспышку. Поэтому рядом с устройствами приходится размещать дополнительный источник энергии и систему питания, из-за чего итоговая конструкция получается громоздкой.
Чтобы отказаться от внешних источников и сделать лазеры наиболее компактными для их интеграции на чипе, ученые давно стремились перейти на электрическую накачку — то есть подавать ток прямо в устройство, как в обычном светодиоде. Один из самых перспективных материалов для решения этой задачи — перовскиты, искусственные кристаллы, которые эффективно конвертируют ток в свет. Однако создать такой лазер непросто: в том числе потому, что под действием тока и при контакте с металлическими электродами кристаллы перовскита быстро разрушаются — они плохо отводят тепло и перегреваются.
Решая проблему перегрева и разрушения кристаллов, команда ученых из ИТМО, Сколтеха и ВШЭ заменила металлические электроды одностенными углеродными нанотрубками. Этот материал не разрушает перовскит, когда ток проходит через сам кристалл. Рабочий элемент лазера — перовскитный пластинчатый микрокристалл — вырастили прямо из химического раствора методом контролируемой кристаллизации, при которой материал формируется постепенно, по мере испарения жидкости. Такой способ гораздо проще и дешевле послойного нанесения материалов в вакуумных камерах, которое обычно применяют в производстве подобных устройств.
Технология дешевле существующих решений, так как перовскитные кристаллы легко выращиваются прямо из раствора. В перспективе такие компактные источники лазерного света могут применяться в оптических чипах, сенсорах и квантовых устройствах, сообщили в пресс-службе ИТМО.
Чтобы лазеры работали, их рабочий материал (обычно полупроводниковый кристалл) сначала нужно накачать энергией извне — только тогда они начнут генерировать направленный свет. Обычно для этого используют другой лазер или мощную лампу-вспышку. Поэтому рядом с устройствами приходится размещать дополнительный источник энергии и систему питания, из-за чего итоговая конструкция получается громоздкой.
Чтобы отказаться от внешних источников и сделать лазеры наиболее компактными для их интеграции на чипе, ученые давно стремились перейти на электрическую накачку — то есть подавать ток прямо в устройство, как в обычном светодиоде. Один из самых перспективных материалов для решения этой задачи — перовскиты, искусственные кристаллы, которые эффективно конвертируют ток в свет. Однако создать такой лазер непросто: в том числе потому, что под действием тока и при контакте с металлическими электродами кристаллы перовскита быстро разрушаются — они плохо отводят тепло и перегреваются.
Решая проблему перегрева и разрушения кристаллов, команда ученых из ИТМО, Сколтеха и ВШЭ заменила металлические электроды одностенными углеродными нанотрубками. Этот материал не разрушает перовскит, когда ток проходит через сам кристалл. Рабочий элемент лазера — перовскитный пластинчатый микрокристалл — вырастили прямо из химического раствора методом контролируемой кристаллизации, при которой материал формируется постепенно, по мере испарения жидкости. Такой способ гораздо проще и дешевле послойного нанесения материалов в вакуумных камерах, которое обычно применяют в производстве подобных устройств.