【导语】浙江大学光电科学与工程学院狄大卫、邹晨和赵保丹教授团队成功研制出世界首个电驱动钙钛矿激光器，其研究成果近日在《自然》杂志上发表。钙钛矿半导体因发射光谱可调及低激光发射阈值而备受瞩目，但电驱动钙钛矿激光器的研发一直是该领域的重大挑战。该团队通过创新的双腔结构设计，实现了高效的光子耦合与激光发射，其性能优于当前最好的电驱动有机激光器。电驱动钙钛矿激光器在光学数据传输、集成光子芯片及可穿戴设备等领域具有广阔应用前景，未来有望突破高速运行限制，实现吉赫兹级调制速率。论文详情见链接。
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(xià)实(shí)现(xiàn)快(kuài)速(sù)调(diào)制(zhì)。这(zhè)种(zhǒng)调(diào)制(zhì)速(sù)率(lǜ)是(shì)通(tōng)过(guò)减(jiǎn)小(xiǎo)器(qì)件(jiàn)有(yǒu)效(xiào)面(miàn)积(jī)以(yǐ)实(shí)现(xiàn)最(zuì)小(xiǎo)电(diàn)阻(zǔ)电(diàn)容(róng)常(cháng)数(shù)，并(bìng)使(shǐ)用(yòng)硅(guī)衬(chèn)底(dǐ)改(gǎi)善(shàn)散(sàn)热(rè)实现的。
电驱(qū)动(dòng)钙(gài)钛(tài)矿(kuàng)激(jī)光(guāng)器(qì)可(kě)用(yòng)于(yú)光(guāng)学(xué)数(shù)据(jù)传(chuán)输(shū)等(děng)多(duō)种(zhǒng)应(yīng)用(yòng)场(chǎng)景(jǐng)，还(hái)可(kě)用(yòng)作(zuò)集成(chéng)光(guāng)子(zi)芯(xīn)片(piàn)和(hé)可(kě)穿(chuān)戴(dài)设(shè)备(bèi)中(zhōng)的(de)相(xiāng)干(gàn)光(guāng)源(yuán)。研(yán)究(jiū)人(rén)员表示，未来还需要克(kè)服(fú)微(wēi)腔(qiāng)钙(gài)钛(tài)矿(kuàng)LED子(zi)单(dān)元(yuán)纳(nà)秒(miǎo)级(jí)的(de)自(zì)发(fā)辐(fú)射(shè)寿(shòu)命(mìng)限(xiàn)制(zhì)，以(yǐ)实(shí)现(xiàn)器(qì)件(jiàn)的(de)吉(jí)赫(hè)兹(zī)级(jí)高(gāo)速(sù)运(yùn)行(xíng)。
相(xiāng)关论(lùn)文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09457-2