Ученые создали первый электрически управляемый перовскитный лазер

Схема двухрезонаторного электрически управляемого перовскитного лазера. Автор: C. Zou et al./Nature. https://doi.org/10.1038/s41586-025-09457-2.

Международная группа ученых впервые продемонстрировала электрически управляемый перовскитный лазер, используя двухрезонаторную конструкцию. Это достижение решает проблему, которая оставалась нерешенной в данной области более десяти лет.

Разработанное устройство показывает порог генерации на порядок ниже, чем у лучших электрически управляемых органических лазеров, а также обладает повышенной стабильностью работы и возможностями быстрой модуляции.

«Создание электрически управляемых перовскитных лазеров считается величайшей проблемой в области перовскитной оптоэлектроники», — заявил Чэнь Цзоу, научный сотрудник Чжэцзянского университета и первый автор исследования.

Перовскитные полупроводоры являются перспективными материалами для лазеров благодаря высоким коэффициентам усиления, большому времени жизни носителей и настраиваемым длинам волн излучения. Однако до сих пор лазерный эффект в них достигался только при оптической накачке внешним лазером.

Новая архитектура разделяет функции преобразования электричества в свет и оптического усиления между двумя специализированными компонентами. Первый микрорезонатор содержит мощный перовскитный светодиод, а второй — низкопороговый перовскитный монокристалл.

«Интенсивное направленное излучение из первого микрорезонатора поглощается монокристаллом перовскита во втором микрорезонаторе, что поддерживает усиление света и последующую лазерную генерацию», — объяснил профессор Давэй Ди.

Частотная характеристика электрически управляемого двухрезонаторного перовскитного лазера. Из: Electrically driven lasing from a dual-cavity perovskite device. Автор: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09457-2

Устройство достигло минимального порога генерации 92 А/см², что значительно превосходит показатели органических лазеров. Лазер продемонстрировал время полураспада 1,8 часа и впечатляющую скорость модуляции — 36,2 МГц, что открывает перспективы для применения в оптической передаче данных и носимой электронике.

Исследователи отмечают, что это лишь начало разработок, и в будущем возможно создание более компактных лазерных диодов на основе перовскитов.