通过半导体钙钛矿纳米晶载流子乘乘效应降低光学增益阈值
光学
2026-04-07 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
载流子乘乘(CM) 描述的是半导体 colloidal 纳米晶(NCs) 中强 charge-carrier 相互作用过程，即通过吸收能量至少为带隙能量(2 Eg)的光子同时创建两个带边 excitons。虽然这在根本上颇具吸引力，但它仅被用于提高光电探测器和太阳能电池器件的 light-to-electricity 转换效率。在本报告中，我们合成了具有约 3.9 ns 双 exciton 复合寿命的 core/shell 钙钛矿 FAPbI3/NdF3 NCs，并证明在约 355 nm 激光激发(~)下可实现约 25.7% 的 CM 效率。这一 CM 现象导致与在约 640 nm 激光激发(~)下获得的光学增益阈值相比呈现约两倍的降低。当结合之前为半导体 colloidal NCs 开发的 single-exciton 和 zero-threshold 光学增益方案时，本报告中的 CM 效应将进一步减轻 continuous-wave 激光泵浦要求，以实现 routine continuous-wave 激光器运行。
引用
@article{arxiv.2604.04628,
title = {Reduced Optical Gain Threshold by Carrier Multiplication in Semiconductor Perovskite Nanocrystals},
author = {Zhen Zhang and Encheng Sun and Jian Li and Chunfeng Zhang and Fengrui Hu and Min Xiao and Xiaoyong Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.04628},
year = {2026}
}