Инженерная команда Принстонского и Пенсильванского университетов вплотную приблизилась к созданию коммерческого диодного лазера на основе галоидного перовскита — гибридного органического/неорганического материала, получаемого из раствора.

В сравнении с неорганическими лазерными диодами, известными с 1962 г., их аналоги на базе органических полупроводников могли бы найти применение в новых форм-факторах, благодаря своей гибкости и эластичности. Кроме того, технологии контролируемого синтеза структуры органических молекул открывают возможность настройки частоты излучения лазера в широких пределах.

«Конечная цель состояла в том, чтобы изготовить перовскитный лазерный диод с электрическим управлением, — сообщил Крис Гибэнк (Chris Giebink), адъюнкт-профессор электротехники в Принстоне. — Заставить перовскит излучать в лазерном режиме путем оптической накачки (например, облучая его другим лазером) довольно легко, но это работает только для очень коротких импульсов из-за плохо понимаемого явления, которое мы называем «лазерной смертью»».

Обеспечение непрерывности работы — ключевой шаг к созданию требуемого устройства с электрическим контролем. Добиться успеха там, где многие потерпели неудачу, университетской команде позволила удача.

В этом исследовании авторы обнаружили любопытный момент: гарантированно избежать «лазерной смерти» можно немного снизив температуру материала, так, чтобы вызвать частичный фазовый переход. При этом всего за 100 нс происходит переключение лазерного излучения с низкотемпературной на высокотемпературную фазу материала. В таком режиме лазер работал более часа.

В статье, опубликованной в Nature Photonics, выдвигается ряд возможных объяснению этому феномену, однако учёные пока не пришли к единому мнению по данному вопросу. Также им предстоит заменить оптическую накачку электронной — только в этом случае технология перовскитного лазера приобретет реальное коммерческое значение.