Учёные из ИТМО, Сколтеха и НИУ ВШЭ первыми в мире создали перовскитный лазер, который работает напрямую от электрического тока. Разработка подключается к источнику тока так же, как обычный светодиод, и может стать основой для микроэлектроники нового поколения.
Перовскитные кристаллы разрушались под действием тока из-за перегрева и контакта с металлическими электродами. В этой работе металлические электроды заменили одностенными углеродными нанотрубками. По словам авторов, такой материал не вступает в разрушительное взаимодействие с перовскитом и лучше отводит тепло.
Рабочий элемент лазера, перовскитный пластинчатый микрокристалл, вырастили прямо из химического раствора методом контролируемой кристаллизации. Авторы подчёркивают, что такой способ проще и дешевле традиционного послойного нанесения материалов в вакуумных камерах. Затем кристалл поместили между двумя брэгговскими зеркалами, которые удерживают свет внутри структуры и заставляют его многократно проходить через перовскит.
В лабораторных испытаниях порог лазерной генерации удалось достичь при постоянном токе 60 микроампер. Прямое электрическое возбуждение перовскитного лазера до этого оставалось нерешённой задачей.
Сейчас устройство работает только при экстремально низкой температуре около —265 °C. Это ограничивает его практическое применение, но исследователи уже называют следующую цель: добиться стабильной работы при комнатной температуре.
Для этого, по их словам, нужно улучшить отвод тепла от кристалла и повысить устойчивость материалов. Если это удастся, такие лазеры можно будет размещать прямо на микрочипах и использовать в портативной электронике, оптических сенсорах и квантовых устройствах.