主要內(nèi)容

金屬鹵化物鈣鈦礦已經(jīng)成為薄膜激光二極管有前途的增益材料，在鈣鈦礦發(fā)光二極管（PeLEDs）中實現(xiàn)電激發(fā)放大自發(fā)發(fā)射（ASE）是鈣鈦礦激光二極管的先決條件，但其受到器件堆疊的高導電性和高凈模式增益沖突的阻礙。研究團隊開發(fā)了一種透明的PeLED架構(gòu)，該架構(gòu)將低光損耗與優(yōu)異的電流注入特性相結(jié)合。在77K下使用2.3ns光脈沖，實現(xiàn)閾值為9.1μJ?cm-2的ASE。在同一器件以77K的亞微秒電激發(fā)下，獲得了超過3?kA cm-2的電流密度?，輻照值高于40?W?cm-2。

值得注意的是，用與強電脈沖前沿同步的光脈沖共泵浦PeLED可使ASE閾值降低1.2?±?0.2?μJ?cm-2，表明電注入載流子有助于光學增益。此外，為了評估鈣鈦礦半導體光學放大器的可行性，研究團隊在1μs長的光學激發(fā)下探測PeLED，觀察到閾值為3.8KW?cm-2的連續(xù)波ASE?。研究表明，這種強電脈沖產(chǎn)生的電致發(fā)光亮度水平接近ASE閾值下連續(xù)波光泵浦產(chǎn)生輻照度的一半。使用這種類透明PeLED可以實現(xiàn)鈣鈦礦半導體光學放大器和注入激光器。

該團隊使用Setfos模擬仿真軟件來分析和優(yōu)化鈣鈦礦結(jié)構(gòu)內(nèi)的光相互作用。這種方法顯著提高了LED的亮度和效率。這一突破為高強度薄膜鈣鈦礦激光器鋪平了道路，該激光器在環(huán)境傳感和成像方面具有應(yīng)用潛力，預示著光電器件的新時代。Setfos模擬仿真軟件在實現(xiàn)發(fā)光技術(shù)飛躍所需的**架構(gòu)方面發(fā)揮了重要作用。

文獻信息

Electrically assisted amplified spontaneous emission in perovskite light-emitting diodes

Karim Elkhouly, Iakov Goldberg, Xin Zhang, Nirav Annavarapu, Sarah Hamdad, Guillaume Croes, Cedric Rolin, Jan Genoe, Weiming Qiu, Robert Gehlhaar* & Paul Heremans*