Gần đây, nhóm gồm Giáo sư David Di từ Trường Khoa học và Kỹ thuật Quang điện tử thuộc Đại học Chiết Giang/Trường Cao đẳng Liên hợp Quốc tế Hained, Nhà nghiên cứu Zou Chen và Giáo sư Zhao Baodan đã phát triển loại laser perovskite điều khiển bằng điện đầu tiên trên thế giới. Đây là tia laze "kép{1}}khoang chứa hai khoang quang học cực nhỏ. Nó tích hợp một tiểu đơn vị khoang vi tinh thể perovskite đơn-ngưỡng thấp và một tiểu đơn vị LED perovskite vi khoang vi mô công suất-cao vào cùng một thiết bị, tạo thành cấu trúc nhiều lớp xếp chồng lên nhau theo chiều dọc.
Loại laser bán dẫn mới này yêu cầu dòng điện tối thiểu (dòng ngưỡng) là 92 A/cm2 để phát ra ánh sáng, thấp hơn một bậc so với các loại laser bán dẫn hữu cơ tốt nhất. Nó cũng thể hiện độ ổn định tuyệt vời và cho phép điều chế nhanh ở băng thông 36,2 MHz, khiến nó trở thành ứng cử viên đầy triển vọng cho các ứng dụng trong-truyền dữ liệu trên chip, điện toán và y sinh. Bài nghiên cứu đã được xuất bản trên *Nature* vào ngày 27 tháng 8.
Có rất nhiều loại laser và hiện nay, các vật liệu laser mới như chất bán dẫn perovskite, chất bán dẫn hữu cơ và chấm lượng tử đang thể hiện những ưu điểm đáng kể. Trong số các vật liệu này, chất bán dẫn perovskite hứa hẹn về mặt kỹ thuật đặc biệt nhờ phổ phát xạ có thể điều chỉnh được (có khả năng tạo ra nhiều màu sắc khác nhau) và ngưỡng phát xạ laze cực thấp trong điều kiện bơm quang học (tức là điều khiển bằng ánh sáng).
Tuy nhiên, việc phát triển laser perovskite chạy bằng điện từ lâu đã là thách thức lớn nhất trong lĩnh vực quang điện tử perovskite và vẫn là mục tiêu chung được nhiều nhóm nghiên cứu trên toàn thế giới theo đuổi.
David Di, tác giả tương ứng của bài báo, giải thích: "Để đạt được sự phát xạ laze được điều khiển bằng điện, chúng tôi đã phát minh ra một cấu trúc khoang kép-tích hợp. Cách tiếp cận của chúng tôi liên quan đến việc tích hợp gọn gàng một tiểu đơn vị LED perovskite vi khoang công suất-công suất cao với một tiểu đơn vị khoang vi lượng tinh thể perovskite đơn-chất lượng cao-trong một thiết bị duy nhất”. Thiết bị này kết hợp một cách hiệu quả số lượng lớn photon được tạo ra bởi đèn LED perovskite vi khoang dưới sự kích thích điện thành một khoang vi mô thứ hai, trong đó chúng kích thích môi trường-tinh thể perovskite đơn lẻ để tạo ra ánh sáng laze.
Zou Chen, tác giả tương ứng của bài báo, cho biết: "Mặc dù nguyên lý hoạt động điều khiển bằng điện tích hợp không phức tạp nhưng chúng tôi vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức khi bắt đầu chế tạo tia laser". Khi nhóm lần lượt vượt qua từng trở ngại, một cảm giác vui mừng và phấn khích khó tả dâng lên khi họ lần đầu tiên quan sát thấy quang phổ laser được chờ đợi từ lâu dưới truyền động điện.
