Formamidinium (FA) perovskieten hebben uitstekende opto-elektronische eigenschappen vertoond in efficiënte zonnecellen en lichtemitterende diodes. Echter, hun ontwikkeling op nanolaser-toepassing is zelden onderzocht, vooral de up-conversie laserprestaties.

Onlangs, een collaboratief onderzoeksteam van het Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM) van de Chinese Academy of Sciences (CAS) en de Chongqing University is erin geslaagd om twee-foton gepompte lasers te verkrijgen van colloïdale FA-perovskiet nanokristallen (NC's) bij kamertemperatuur. Dit werk is gepubliceerd in ACS Fotonica .

In het experiment, onderzoeker bereidde de FA-perovskiet-NC's als versterkingsmedium voor door een eenvoudige ligand-geassisteerde reprecipitatiestrategie. Deze colloïdale FAPbX ₃ NC's vertoonden afstembare heldere emissie (van 433 tot 667 nm) door middel van halogenide-uitwisseling.

Tegelijkertijd, door de verhouding van de organische liganden aan het oppervlak af te stemmen, de morfologie van FAPbBr3 NC's zou kunnen worden overgedragen van kwantumdots naar nanobloedplaatjes, en bijgevolg, de emissiespectra waren ook afgestemd op 520-542 nm.

Vervolgens, ze demonstreerden het uitstekende niet-lineaire kenmerk van NC's. Er werd een grote absorptiecoëfficiënt van twee fotonen (0,76 cm/GW) en een hoge optische nettowinst (480 cm-1) bereikt, suggereert dat FAPbX ₃ NC's kunnen worden beschouwd als een uitstekend medium voor optische versterking.

Verder, de laagdrempelige versterkte spontane emissie (ASE) onder zowel twee- als één-fotonexcitaties werd waargenomen. De temperatuurafhankelijke ASE-actie onthulde de sterke temperatuurtolerante ASE-actie met een hoge karakteristieke temperatuur van 308 K, wijst op de zwakke vereisten van warmtebeheer van op FA gebaseerde apparaten.

Eindelijk, FAPbBr3 NC's werden gekoppeld in een holle capillaire buis. Stabiele twee-foton-geëxciteerde fluister-galerij-mode lasering werd met succes bereikt met een lage drempel van ～310 μJ/cm ² .

Deze bevindingen suggereren dat FAPbX ₃ NC's kunnen fungeren als veelbelovende versterkingsmedia voor hoogwaardige upconverted nanolasers voor opto-elektronische toepassingen.