Loodhalogenide-perovskieten worden beschouwd als een van de meest veelbelovende materialen voor de productie van de lasers van de toekomst. Een nieuwe gezamenlijke studie van de Universiteit van Tel Aviv (TAU) en het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) gepubliceerd in Natuurcommunicatie op 28 februari toont opmerkelijke continue laserwerking in apparaten gemaakt van perovskieten.

"In tegenstelling tot eerdere studies over de hele wereld, dit is de eerste studie die continue laserwerking vertoont, in tegenstelling tot pulserende werking, " zegt Prof. Jacob Scheuer van TAU's Department of Physical Electronics, die het TAU-team van onderzoekers leidde. "Deze familie van materialen wordt beschouwd als de meest veelbelovende kandidaat voor een toekomstige lasergebaseerde industrie, omdat hun fabricage eenvoudig is, snel en goedkoop in vergelijking met de huidige halfgeleidermaterialen die voor deze doeleinden worden gebruikt.

"In aanvulling, deze materialen kunnen de realisatie van solid-state lasers ondersteunen die in groen uitstralen, nodig voor toekomstige verlichting, beeldschermen en projectoren, " Prof. Scheuer voegt toe. "De huidige halfgeleiderlasers zenden alleen licht uit in rood en blauw."

Apparaten die gebruik maken van continue golf (CW) lasers kunnen direct worden gevoed vanuit een reguliere voeding of een batterij. Pulserend laseren vereist extra elektronica om de pulsen te genereren en is vaak minder efficiënt dan CW-werking.

Voor het onderzoek, Prof. Scheuer en zijn TAU-collega's produceerden apparaten met behulp van een nieuwe techniek genaamd nano-imprinttechnologie, een benadering die gematigde temperatuur en druk toepast om het materiaal te vormen. Tegelijkertijd, de KIT-onderzoekers ontwierpen zelf de materialen en bedachten de optische karakterisering en meting van de apparaten.

"Dit is een belangrijke doorbraak op het gebied van nieuwe vastestoflasers omdat het het potentieel van het perovskietenmateriaalsysteem voor continue lasering in het zichtbare spectrum aantoont, " Prof. Scheuer legt uit. "Het bewijst dat deze materialen 'hebben wat nodig is' om conventionele halfgeleiderlasertechnologie te vervangen, de weg vrijmaken voor op laser gebaseerde verlichting, projectoren, mobiele telefoons en laptops, enz. Deze displays kunnen helderdere en levendigere kleuren bieden die zelfs in direct zonlicht kunnen werken zonder dat er meer stroomverbruik nodig is.

"Maar voor een praktisch systeem moeten we de kwaliteit van de materialen en structuur verbeteren, zodat ze ook bij kamertemperatuur kunnen werken en worden gevoed door een elektrische voeding zoals een gewone batterij, " concludeert prof. Scheuer, opmerkend dat het onderzoek werd uitgevoerd bij lage temperaturen met licht als energiebron voor de apparaten. "Dit zijn onze volgende uitdagingen."