浙江大学光电科学与工程学院教授狄大卫、邹晨和赵保丹团队研制了世界上第一个电驱动钙钛矿激光器。近日，相关研究论文发表于《自然》。
激光器种类繁多，当前钙钛矿半导体、有机半导体和量子点等新型激光材料展现出显著优势。在这些材料中，钙钛矿半导体因其发射光谱可调（可实现各种色彩），且在光驱动条件下能实现极低的激光发射阈值，具有十分广阔的技术前景。然而，一直以来，研发电驱动钙钛矿激光器是钙钛矿光电子学领域的最大挑战，也是全球众多科研团队共同追寻的目标。
为实现电驱动激光发射，研究人员发明了一种集成式的双腔结构，将高功率微腔钙钛矿LED子单元与低阈值钙钛矿单晶微腔子单元集成于同一个器件，形成了一个垂直堆叠的多层结构。该器件将微腔钙钛矿LED在电激励下产生的大量光子高效耦合（耦合效率达82.7%）到第二个微腔中，并激发单晶钙钛矿增益介质，产生激光。
在电激发条件下，钙钛矿激光器的激光阈值为92安培/平方厘米，比最好的电驱动有机激光器还要低一个数量级。而且，电驱动钙钛矿激光器表现出比有机激光器更优异的可重复性和稳定性，能在36.2兆赫兹的带宽下实现快速调制。这种调制速率是通过减小器件有效面积以实现最小电阻电容常数，并使用硅衬底改善散热实现的。
电驱动钙钛矿激光器可用于光学数据传输等多种应用场景，还可用作集成光子芯片和可穿戴设备中的相干光源。研究人员表示，未来还需要克服微腔钙钛矿LED子单元纳秒级的自发辐射寿命限制，以实现器件的吉赫兹级高速运行。
