ペロブスカイトレーザー：直流下で動作する非エピタキシャル・ペロブスカイトポラリトンレーザーダイオード

溶液プロセスで作製された半導体に基づくマイクロデバイスを電気的に励起してレーザー発振させることは、科学的にも技術的にも大きな課題である。ハロゲン化物ペロブスカイトは、光学的に励起された単結晶共振器やあらかじめ設計された、あるいは事後加工された微細構造が低いレーザー発振しきい値を示すことから、電気的注入のための有望なプラットフォームとなる。最近、高輝度発光ダイオード（LED）と高利得媒質を集積デバイスに混載するという十分確立された技術的概念を用いて、デュアル共振器ペロブスカイトレーザーの間接的な電気励起が実現された。補助的な短光パルスによって励起されたペロブスカイトLEDへの電荷キャリアの直接注入は、増幅自然放出（ASE）につながった。高い電荷キャリア密度を可能にする構造を合理的に設計しようとする他の取り組みでは、レーザー発振はまだ実証されていない。今回我々は、ペロブスカイトレーザーの直接電気的励起を実現する新しい戦略を開発した。我々は、溶液中で成長させたCsPbBr₃マイクロプレートを化学的に不活性な単層カーボンナノチューブ（SWCNT）電極と集積し、それらを光マイクロ共振器に埋め込んだ。このマイクロデバイスを定電流で8 Kまで冷却することによって、高電流密度でバランスの取れたキャリア注入を促すペロブスカイトp–i–nダイオードが形成された。このペロブスカイトマイクロ共振器ダイオードは強結合領域で動作し、65 μAの直流下でポラリトンレーザー発振を示した。

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