Récemment, l'équipe du professeur David Di de l'École des sciences et de l'ingénierie optoélectroniques de l'Université du Zhejiang/Haining International Joint College, du chercheur Zou Chen et du professeur Zhao Baodan a développé le premier laser à pérovskite à entraînement électrique au monde. Il s'agit d'un laser « double -cavité » contenant deux microcavités optiques. Il intègre une sous-unité de microcavité monocristalline de pérovskite à faible seuil-seuil-et une sous-unité de LED de pérovskite à microcavité de haute-puissance dans le même dispositif, formant une structure multicouche-empilée verticalement.
Ce nouveau laser à semi-conducteur nécessite un courant minimum (courant de seuil) de 92 A/cm² pour émettre de la lumière, ce qui est un ordre de grandeur inférieur à celui des meilleurs lasers à semi-conducteur organique. Il présente également une excellente stabilité et permet une modulation rapide sur une bande passante de 36,2 MHz, ce qui en fait un candidat prometteur pour les applications dans les domaines de la transmission de données sur puce, de l'informatique et de la biomédecine. Le document de recherche a été publié dans *Nature* le 27 août.
Il existe de nombreux types de lasers et actuellement, de nouveaux matériaux laser tels que les semi-conducteurs pérovskites, les semi-conducteurs organiques et les points quantiques présentent des avantages significatifs. Parmi ces matériaux, les semi-conducteurs pérovskites sont extrêmement prometteurs sur le plan technique en raison de leur spectre d'émission accordable (capable de produire diverses couleurs) et de leurs seuils d'émission laser extrêmement bas dans des conditions de pompage optique (c'est-à-dire pilotées par la lumière).
Cependant, le développement de lasers pérovskites à entraînement électrique constitue depuis longtemps le plus grand défi dans le domaine de l’optoélectronique pérovskite et reste un objectif commun poursuivi par de nombreuses équipes de recherche à travers le monde.
"Pour obtenir une émission laser à commande électrique, nous avons inventé une structure intégrée à double-cavité. Notre approche consiste à intégrer de manière compacte une sous-unité LED de pérovskite à microcavité de haute-puissance avec une sous-unité de microcavité de pérovskite monocristalline de haute-qualité-au sein d'un seul appareil", a expliqué David Di, l'auteur correspondant de l'article. Ce dispositif couple efficacement le grand nombre de photons générés par la LED de pérovskite à microcavité sous excitation électrique dans une seconde microcavité, où ils excitent le milieu de gain de pérovskite monocristallin -pour générer de la lumière laser.
"Bien que le principe du fonctionnement électro-intégré ne soit pas complexe en soi, nous avons encore été confrontés à de nombreux défis lorsque nous avons commencé à fabriquer le laser", a déclaré Zou Chen, auteur correspondant de l'article. Alors que l'équipe surmontait chaque obstacle un par un, un sentiment de joie et d'excitation indescriptible a surgi lorsqu'elle a observé pour la première fois le spectre laser tant attendu sous entraînement électrique.
