Durchbruch in der Photonik könnte Smartphones schneller, kompakter und effizienter machen
Der Erfolg von Forschern an der Universität Zhejiang könnte den Weg für schnellere und effizientere Computer und Smartphones ebnen, indem die direkte Integration von Hochleistungslasern auf Silizium-Chips vereinfacht wird.
Ingenieure suchen schon länger nach Lösungen, Licht für die Kommunikation innerhalb von Chips zu nutzen und somit schnellere Geräte zu entwickeln. Bisher war es jedoch schwierig und teuer, dafür geeignete Laser mit der üblichen Siliziumtechnologie zu kombinieren. Zwar galten Perowskite als vielversprechende kostengünstige Option, aber ein entscheidendes Problem steht dabei im Weg, und zwar die sogenannte Auger-Rekombination. Dieser energieraubende Effekt hat verhindert, dass Perowskite in den für Computer notwendigen kontinuierlichen oder nahezu kontinuierlichen Modi arbeiten können.
Das Forschungsteam an der Universität Zhejiang hat diese Problematik nun mithilfe eines speziellen Stoffes gelöst. Laut dem in der Fachzeitschrift Advanced Photonics veröffentlichten Artikel haben die Forscher einen chemischen Zusatzstoff während des Herstellungsprozesses verwendet. Dieser verbesserte die Kristallstruktur des Perowskits und unterdrückt offenbar den besagten Auger-Rekombinationseffekt, was eine effiziente Umwandlung von Wärme in Licht ermöglicht.
Mithilfe des neuen Materials entwickeln die Wissenschaftler einen Laser, der nach eigenen Angaben die beste Leistung zeigt, die je für einen Perowskit-Laser im quasi-kontinuierlichen Modus gemessen wurde. Eine Laserschwelle von 17,3 Mikrojoule pro Quadratzentimeter und ein Gütefaktor von 3850 bei quasi-kontinuierlichem Nanosekunden-Pumpen. Dieser Durchbruch könnte den Weg für fortschrittliche photonische Chipsätze ebnen, die letztendlich als leistungsfähige Prozessoren in diversen Geräten zum Einsatz kommen könnten.
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