පීකිං විශ්ව විද්‍යාලය පෙරොව්ස්කයිට් අඛණ්ඩතාවයක් සාක්ෂාත් කර ගත්තේයලේසර් මූලාශ්‍රයවර්ග මයික්‍රෝන 1 ට වඩා කුඩා
චිපයේ දෘශ්‍ය අන්තර් සම්බන්ධතාවයේ (<10 fJ bit-1) අඩු බලශක්ති පරිභෝජන අවශ්‍යතාවය සපුරාලීම සඳහා 1μm2 ට අඩු උපාංග ප්‍රදේශයක් සහිත අඛණ්ඩ ලේසර් ප්‍රභවයක් තැනීම වැදගත් වේ. කෙසේ වෙතත්, උපාංගයේ ප්‍රමාණය අඩු වන විට, දෘශ්‍ය හා ද්‍රව්‍ය පාඩු සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වේ, එබැවින් උප-මයික්‍රෝන උපාංග ප්‍රමාණය සහ ලේසර් ප්‍රභවයන්ගේ අඛණ්ඩ දෘශ්‍ය පොම්ප කිරීම සාක්ෂාත් කර ගැනීම අතිශයින් අභියෝගාත්මක ය. මෑත වසරවලදී, හැලයිඩ් පෙරොව්ස්කයිට් ද්‍රව්‍ය ඒවායේ ඉහළ දෘශ්‍ය ලාභය සහ අද්විතීය එක්සයිටෝන් ධ්‍රැවීය ගුණාංග හේතුවෙන් අඛණ්ඩ දෘශ්‍ය ලෙස පොම්ප කරන ලද ලේසර් ක්ෂේත්‍රයේ පුළුල් අවධානයක් ලබා ඇත. මෙතෙක් වාර්තා වී ඇති පෙරොව්ස්කයිට් අඛණ්ඩ ලේසර් ප්‍රභවයන්ගේ උපාංග ප්‍රදේශය තවමත් 10μm2 ට වඩා වැඩි වන අතර, උප-මයික්‍රෝන ලේසර් ප්‍රභවයන් සියල්ලටම උත්තේජනය කිරීම සඳහා ඉහළ පොම්ප ශක්ති ඝනත්වයක් සහිත ස්පන්දන ආලෝකය අවශ්‍ය වේ.
මෙම අභියෝගයට ප්‍රතිචාර වශයෙන්, පීකිං විශ්ව විද්‍යාලයේ ද්‍රව්‍ය විද්‍යා හා ඉංජිනේරු පාසලේ ෂැං ක්විංගේ පර්යේෂණ කණ්ඩායම 0.65μm2 තරම් අඩු උපාංග ප්‍රදේශයක් සහිත අඛණ්ඩ දෘශ්‍ය පොම්ප කිරීමේ ලේසර් ප්‍රභවයන් ලබා ගැනීම සඳහා උසස් තත්ත්වයේ පෙරොව්ස්කයිට් උපමයික්‍රොන් තනි ස්ඵටික ද්‍රව්‍ය සාර්ථකව සකස් කළේය. ඒ සමඟම, ෆෝටෝනය අනාවරණය වේ. උපමයික්‍රොන් අඛණ්ඩ දෘශ්‍යමය වශයෙන් පොම්ප කරන ලද ලේසිං ක්‍රියාවලියේ එක්සයිටෝන් ධ්‍රැවීකරණයේ යාන්ත්‍රණය ගැඹුරින් වටහාගෙන ඇති අතර, එය කුඩා ප්‍රමාණයේ අඩු එළිපත්ත අර්ධ සන්නායක ලේසර් සංවර්ධනය සඳහා නව අදහසක් සපයයි. "1 μm2 ට අඩු උපාංග ප්‍රදේශයක් සහිත අඛණ්ඩ තරංග පොම්ප කරන ලද පෙරොව්ස්කයිට් ලේසර්" යන මාතෘකාව යටතේ අධ්‍යයනයේ ප්‍රතිඵල මෑතකදී උසස් ද්‍රව්‍යවල ප්‍රකාශයට පත් කරන ලදී.
මෙම කාර්යයේදී, රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම මගින් නිල් මැණික් උපස්ථරයක් මත අකාබනික පෙරොව්ස්කයිට් CsPbBr3 තනි ස්ඵටික මයික්‍රෝන පත්‍රය සකස් කරන ලදී. කාමර උෂ්ණත්වයේ දී ශබ්ද බිත්ති ක්ෂුද්‍ර කුහර ෆෝටෝන සමඟ පෙරොව්ස්කයිට් එක්සිටෝන ශක්තිමත් ලෙස සම්බන්ධ කිරීම එක්සිටෝනික් ධ්‍රැවීයතාව ඇතිවීමට හේතු වූ බව නිරීක්ෂණය විය. රේඛීය සිට රේඛීය නොවන විමෝචන තීව්‍රතාවය, පටු රේඛා පළල, විමෝචන ධ්‍රැවීකරණ පරිවර්තනය සහ එළිපත්තෙහි අවකාශීය සහසම්බන්ධතා පරිවර්තනය වැනි සාක්ෂි මාලාවක් හරහා, උප-මයික්‍රෝන ප්‍රමාණයේ CsPbBr3 තනි ස්ඵටිකයේ අඛණ්ඩ දෘශ්‍යමය වශයෙන් පොම්ප කරන ලද ප්‍රතිදීප්ත ලේස් තහවුරු කර ඇති අතර, උපාංග ප්‍රදේශය 0.65μm2 තරම් අඩුය. ඒ සමඟම, උපමයික්‍රෝන ලේසර් ප්‍රභවයේ එළිපත්ත විශාල ප්‍රමාණයේ ලේසර් ප්‍රභවයට සමාන වන අතර එය ඊටත් වඩා අඩු විය හැකි බව සොයා ගන්නා ලදී (රූපය 1).
රූපය 1. අඛණ්ඩව දෘශ්‍යමය වශයෙන් පොම්ප කරන ලද උපමයික්‍රෝන CsPbBr3ලේසර් ආලෝක ප්‍රභවය
තවද, මෙම කාර්යය පර්යේෂණාත්මකව සහ න්‍යායාත්මකව ගවේෂණය කරන අතර, උපමයික්‍රොන් අඛණ්ඩ ලේසර් ප්‍රභවයන් සාක්ෂාත් කර ගැනීමේදී එක්සයිටෝන-ධ්‍රැවීකරණය කරන ලද එක්සයිටෝනවල යාන්ත්‍රණය හෙළි කරයි. උපමයික්‍රොන් පෙරොව්ස්කයිට් වල වැඩි දියුණු කරන ලද ෆෝටෝන-එක්සයිටෝන සම්බන්ධ කිරීම කණ්ඩායම් වර්තන දර්ශකයේ සැලකිය යුතු වැඩි වීමක් 80 ක් පමණ වන අතර එමඟින් මාදිලියේ අලාභය සඳහා වන්දි ගෙවීම සඳහා මාදිලියේ ලාභය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වේ. මෙය ඉහළ ඵලදායී ක්ෂුද්‍ර කුහර ගුණාත්මක සාධකයක් සහ පටු විමෝචන රේඛා පළලක් සහිත පෙරොව්ස්කයිට් උපමයික්‍රොන් ලේසර් ප්‍රභවයකට ද හේතු වේ (රූපය 2). යාන්ත්‍රණය අනෙකුත් අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍ය මත පදනම් වූ කුඩා ප්‍රමාණයේ, අඩු එළිපත්ත ලේසර් සංවර්ධනය පිළිබඳ නව අවබෝධයක් ද සපයයි.
රූපය 2. එක්සිටොනික් ධ්‍රැවීකරණයන් භාවිතා කරමින් උප-මයික්‍රෝන ලේසර් ප්‍රභවයේ යාන්ත්‍රණය
පීකිං විශ්ව විද්‍යාලයේ ද්‍රව්‍ය විද්‍යා හා ඉංජිනේරු පාසලේ 2020 ෂිබෝ ශිෂ්‍යයෙකු වන සොන්ග් ජිපෙන්ග් මෙම පත්‍රිකාවේ පළමු කතුවරයා වන අතර පීකිං විශ්ව විද්‍යාලය මෙම පත්‍රිකාවේ පළමු ඒකකය වේ. සිංහුවා විශ්ව විද්‍යාලයේ භෞතික විද්‍යාව පිළිබඳ මහාචාර්ය ෂැං ක්විං සහ සියොන්ග් කිහුවා අනුරූප කතුවරුන් වේ. මෙම කෘතියට චීනයේ ජාතික ස්වාභාවික විද්‍යා පදනම සහ කැපී පෙනෙන තරුණයින් සඳහා වූ බීජිං විද්‍යා පදනම සහාය විය.
පළ කිරීමේ කාලය: සැප්තැම්බර්-12-2023