Gücləndirilmiş spontan emissiya, eyni tezlikli fotonların əlavə emissiyalara səbəb olması səbəbindən həyəcanlanmış hissəciklər tərəfindən kortəbii şəkildə yayılan işığın gücləndirilməsini tələb edən fiziki bir hadisədir. Bu fenomen müxtəlif optoelektronik texnologiyaların, o cümlədən lazerlər və optik gücləndiricilərin (yəni, işığın intensivliyini artırmaq üçün nəzərdə tutulmuş cihazlar) fəaliyyətində mərkəzi rol oynayır.

Yüksək enerjili fotonları olan bir materialın həyəcanlanması elektron deşikli plazma kimi tanınan şeyi yarada bilər . Bu vəziyyət mənfi yüklü hissəciklərin (yəni elektronların) və müsbət yüklü boşluqların (yəni, deşiklərin) sıx olması ilə xarakterizə olunur.

Wuhan Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda 2D yarımkeçiricidə degenerasiya olunmuş elektron deşikli plazmadan, yəni asılmış ikiqatlı volfram disulfiddən (WS ₂ ) yaranan gücləndirilmiş spontan emissiyanı müşahidə etdilər. Onların Physical Review Letters jurnalında dərc olunmuş məqaləsi 2D yarımkeçiricilərə əsaslanan yeni optoelektron texnologiyalarının inkişafına yol aça bilər.

“Bu məqalə 2D keçid metal dikalkogenid materiallarında yüksək həyəcanlı vəziyyətlərlə bağlı əvvəlki araşdırmalarımıza əsaslanır, burada biz həyacanlanma gücündə fotolüminessensiya (PL) intensivliyində anomal kəskin artım müşahidə etdik” deyə məqalənin baş müəllifi Yiling Yu Phys.org-a bildirib. “Bu fenomen həyəcanlı elektron dəlik sistemində əhəmiyyətli bir faza dəyişikliyini göstərdi, bizim fərz etdiyimiz kimi, optik dielektrik funksiyada dramatik dəyişikliyə səbəb olacaq.”

Yu və onun həmkarlarının son araşdırmasının əsas məqsədi əvvəlki tədqiqatlarının bir hissəsi kimi müşahidə etdikləri fotolüminessensiyanın kəskin artması zamanı dielektrik funksiyanın təkamülünü daha yaxşı başa düşmək idi. Bundan əlavə, komanda bu faza keçidi ilə bağlı PL artımını idarə edən fiziki mexanizmləri aşkar etməyə ümid edirdi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1742294839&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-amplified-spontaneous-emission-electron-hole.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC44OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNC4wLjY5OTguODkiXSxbIk5vdDpBLUJyYW5kIiwiMjQuMC4wLjAiXSxbIkdvb2dsZSBDaHJvbWUiLCIxMzQuMC42OTk4Ljg5Il1dLDBd&dt=1742294839862&bpp=1&bdt=222&idt=29&shv=r20250305&mjsv=m202503130101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1742294809%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1742294809%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1742294809%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=7704526650991&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2011&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95355501%2C95354598%2C31090357&oid=2&pvsid=1140454083616014&tmod=294521279&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=35

“Buna nail olmaq üçün biz iki əsas eksperiment həyata keçirdik” dedi Yu. “Əvvəlcə biz davamlı dalğalı lazer həyəcanı altında ikiqatlı WS _2- də keçici diferensial ötürmə spektroskopiyasından istifadə etdik . Bu, PL intensivliyinin kəskin artması ilə eyni vaxtda baş verən optik qazancı aşkarlamağa imkan verdi.”

_{Bu ilk təcrübədən sonra Yu və onun həmkarları WS 2-} də müşahidə etdikləri gücləndirilmiş spontan emissiyanın mənşəyini daha yaxşı başa düşməyə başladılar . Bunun üçün onlar Fabry-Pérot boşluğu ilə inteqrasiya olunmuş WS ₂ nümunəsinin fotolüminesans spektrini ölçdülər və nəticədə elektron dəlikli plazma fazasının imzalarını açdılar.

_{“Birlikdə bu təcrübələr təsdiqlədi ki, optik qazanc və gücləndirilmiş spontan emissiya yüksək həyəcanlı WS 2} sistemindəki elektron deşikli plazma vəziyyətindən qaynaqlanır ” dedi Yu.

Bu son işin ən diqqətəlayiq nailiyyəti odur ki, o , ilk dəfə olaraq 2D yarımkeçiricilərdə degenerasiya olunmuş elektron deşikli plazmadan çıxan gücləndirilmiş spontan emissiyanın mövcudluğunu nümayiş etdirdi . Bundan əlavə, tədqiqatçılar tədqiq etdikləri həyəcanlı elektron dəlik sisteminin faza keçidi boyunca optik dielektrik reaksiyanın təkamülü haqqında fikir topladılar.

Yu. “Bu, həm fundamental anlayışı, həm də optoelektronik tətbiqləri inkişaf etdirə bilər.”

Yu və onun həmkarları tərəfindən toplanan tapıntılar tezliklə daha çox tədqiqat qruplarını 2D yarımkeçiricilərdə ASE-nin ortaya çıxmasını araşdırmaq üçün ruhlandıra bilər ki, bu da daha maraqlı kəşflərə səbəb ola bilər. Bundan əlavə, onlar 2D materiallara əsaslanan qabaqcıl optoelektronikanın gələcək dizaynına və istehsalına töhfə verə bilər.

“Biz superflüoresans və Bardin-Kuper-Şriffer kimi makroskopik kvant fenomenlərinə doğru yollar yaratmaq üçün bir platforma kimi bu həyəcanlı elektron dəlik fazasından istifadə etməyi, həmçinin bu plazmanı uyğunlaşdırılmış fotonik strukturlarla birləşdirərək səmərəli lasing əldə etməyi planlaşdırırıq” dedi Yu.

Ətraflı məlumat: Yan Xu və digərləri, Exciton Mott keçidindən kənarda İki Ölçülü WS ₂ -də Otaq Temperaturu Gücləndirilmiş Spontan Emissiya , Fiziki Baxış məktubları (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.066904 .

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

© 2025 Science X Network