ابتکاری برای افزایش کاربردهای لیزر با کمک نانوسیم‌ها

پژوهشگران چینی با استفاده از چاه‌های کوانتومی چندگانه پروسکایت، یک نانولیزر دو پالس تک‌حالته را ابداع کرده‌اند.

به گزارش ایسنا، پژوهشگران چینی یک روش جدید را برای دستیابی به توانایی دو برابر کردن پالس در لیزرها از طریق نانوسیم پروسکایت ارائه می‌کند که به دلیل پتانسیل خود در کوچک‌سازی دستگاه‌های اپتوالکترونیک یکپارچه شناخته شده‌اند.

به نقل از آزونانو، هدف از این پژوهش، افزایش درک پویایی لیزر و مکانیسم‌های انرژی در این مواد پیشرفته است.

مواد پروسکایت به دلیل ویژگی‌های نوری منحصربه‌فرد خود و توانایی افزایش موثر کاربردهای لیزری مورد توجه قرار گرفته‌اند. اگرچه پژوهش‌های پیشین، توانایی چاه‌های کوانتومی چندگانه پروسکایت را برای تقویت نور نشان داده‌اند اما پویایی ذاتی میکرونانولیزرها و الزامات خاص آنها برای افزایش پالس به اندازه کافی بررسی نشده است. این پژوهش با بررسی مکانیسم‌های زیربنای دو برابر شدن پالس در نانوسیم‌های پروسکایت، به این شکاف‌ها می‌پردازد.

نانوسیم‌های پروسکایت شبه دوبعدی با استفاده از روش خودآرایی مبتنی بر محلول تولید شدند. برای تسهیل فرآیند خودآرایی، محلول پیش‌ساز با استفاده از روش پوشش چرخشی روی یک بستر تمیز قرار داده شد. پس از رسوب، بستر تحت یک فرآیند حرارتی برای تقویت «بلورش»(crystallization) قرار گرفت.

مورفولوژی و خواص ساختاری نانوسیم‌های تولیدشده با استفاده از «میکروسکوپ الکترونی روبشی» و «میکروسکوپ الکترونی عبوری» مشخص شد. خواص نوری نانوسیم‌های پروسکایت با استفاده از طیف‌سنجی فوتولومینسانس مورد بررسی قرار گرفت. نمونه‌ها با لیزر موج پیوسته در یک طول موج مشخص برانگیخته شدند و نور ساطع‌شده جمع‌آوری شد و با استفاده از طیف‌سنج مورد بررسی قرار گرفت.

تجزیه و تحلیل مورفولوژیکی تایید کرد که نانوسیم‌ها ساختار خوبی دارند و شکل و اندازه ثابتی را نشان می‌دهند. نانوسیم‌های پروسکایت شبه دوبعدی تولیدشده، مورفولوژی سیم‌مانند کاملاً مشخصی را با عرض تقریبا ۰.۶ میکرومتر و طول حدود ۴.۳ میکرومتر نشان دادند.

سطح صاف و انتهای مشخص نانوسیم‌ها نشان می‌دهد آنها برای انتشار نور منسجم که یک نیاز ضروری برای عملکرد لیزر است، مناسب هستند.

این پژوهش، اطلاعات ارزشمندی را درباره مکانیسم‌های زیربنای دوبرابر کردن پالس در لیزر از طریق نانوسیم پروسکایت ارائه می‌دهد و راه را برای توسعه دستگاه‌های اپتوالکترونیکی دو پالس با آستانه پایین هموار می‌کند.

یافته‌های این پژوهش به درک گسترده‌تر مواد پروسکایت در کاربردهای لیزر کمک می‌کنند و راه را برای تحقیقات آینده پیرامون سیستم های فوتونیک یکپارچه هموار می‌سازند.

این پژوهش در مجله «Light: Science & Applications» به چاپ رسید.