有機無機ハロゲン化鉛ペロブスカイト半導体における連続波レーザー発振

ハイブリッド有機無機ペロブスカイトは、溶液処理によって作製される波長可変半導体レーザーの有望な利得媒質として浮上している。しかし、これまでのところ、連続波動作は実現されていない。本論文では、メチルアンモニウムヨウ化鉛（MAPbI₃）のT ≈ 160 Kという正方晶-斜方晶相転移温度以下に維持されたMAPbI₃分布帰還型レーザーにおいて、約17 kW cm⁻²というしきい値より高い励起強度で光励起連続波レーザー発振を1時間以上にわたって継続できることを実証している。純正方相MAPbI₃においてT > 160 Kで起こるレーザー発振の停止現象とは対照的に、T ≈ 100 Kでは、通常存在しているバンドギャップがより広い斜方晶ホストマトリックス内部にポンピングで光生成された正方相包有物によって、連続波利得が可能になることが見いだされた。この混相系では、無機半導体量子井戸とある程度同様に、正方晶の包有物がキャリア再結合シンクとして機能して透明度しきい値を低下させており、ペロブスカイト利得媒質を改善するモデルとなる可能性がある。