低阈值钙钛矿纳米片激光器的研究

发布时间：2024-03-30 05:44

　　有机-无机杂化钙钛矿具有载流子扩散长度长、发光效率高等特点,是一种性能优良的半导体材料,也是一种极具潜力的激光增益介质,受到了光伏、激光等多个领域的广泛关注。并且,单晶钙钛矿纳米片天然形成的完美边界,为激射提供了一个完美的谐振腔,有助于实现粒子数反转。此外,钙钛矿材料的带隙可调谐,可以产生从近红外到紫外波段的激光。总之,钙钛矿材料在激光器方面有光明的应用前景,有望为纳米光子学、化学-生物传感、光学计算等领域带来新的机会。本课题的重点是从有机-无机杂化单晶钙钛矿天然形成的完美回音壁模式谐振腔出发,结合钙钛矿材料的可控合成与优良的光学特性,开展基于钙钛矿材料在纳米激光领域的研究。实验中采用气相沉积法制备出了形状规则且尺寸大小(5μm¹20μm)可控的单晶碘化铅纳米片,并以此为模板通过调节不同的蒸发条件(沉积时间、管式炉温度、气流流量、样品放置位置等)成功合成了高质量、低缺陷的单晶钙钛矿纳米片,为实现纳米激光提供了完美的谐振腔。同时,在室温下利用自制的微聚焦系统对合成的单晶钙钛矿纳米片的激射性能进行了研究,探究了不同纯度碘化铅、不同尺寸的单晶钙钛矿纳米片对激射特性的影响...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3-1（a）PbI2纳米片光学显微图；（b）MAPbI3纳米片的SEM图；（c）不同碘化铅含量的钙钛矿纳米片的XRD图

甲胺铅碘钙钛矿纳米片制备过程中的缺陷调控23图3-1（a）PbI2纳米片光学显微图；（b）MAPbI3纳米片的SEM图；（c）不同碘化铅含量的钙钛矿纳米片的XRD图Fig.3-1(a)OpticalmicrographofPbI2nanosheets;(b)SEMimagesof....

图3-7（a）、（b）、（c）、（d）分别为钙钛矿纳米片激光器中无PbI2，少量PbI2，适量PbI2，过量PbI2时的稳定性激射时Fig.3-7(a),(b),(c)and(d)respectivelyshowthestableexcitationtimeoftheperovskitenanoplatelaser

甲胺铅碘钙钛矿纳米片制备过程中的缺陷调控29能，它们具有更低的缺陷态密度、更低的阈值、更低的表面粗糙度以及更长的寿命、更高的稳定性。最终使钙钛矿激光器的阈值达到15.7μJ/cm2。同样重要的是，激光器的稳定输出2.7×107个稳定激光输出，本研究为制备低阈值、高稳定的钙钛矿纳米....

本文编号：3941900