Vi stöter på laser överallt i vårt dagliga liv. De används till exempel i ljusshower under konserter, i vattenpass och andra mätverktyg samt för medicinska och kirurgiska ingrepp. Men laser finns framför allt i mängder med konsumentelektronik som mobiltelefoner och bilar för funktioner som ansiktsigenkänning och avståndsbedömning. Den ökande efterfrågan på laser gör att nya genombrott krävs för att utveckla materialet i laserdioden så att det blir billigare och nya tillämpningar kan upptäckas.
Laser kan alstras på flera olika sätt. Det vanligaste är att ljus med hög energi passerar genom ett mediummaterial, ofta bestående av ädelstenar eller ädelgas, som gör att ljusvågorna får samma våglängd och att vågorna är i fas med varandra. När energin överförs till mediummaterialet kallas det ”pumpning”. Men laser går också att skapa med hjälp av andra mediummaterial och andra energikällor, som elektricitet.
Perovskiter som mediummaterial
Perovskiter är en materialfamilj med halvledare som har många användbara egenskaper. Beroende på den kemiska sammansättningen i materialet kan perovskiter absorbera eller avge ljus i olika våglängder vilket gör dem lämpliga för tillämpningsområden som solceller, lysdioder och optisk kommunikation.
Just optisk kommunikation och nästa generations laserdioder gjorda av perovskiter är något Feng Gao, professor vid Institutionen för fysik, kemi och biologi, kommer att utforska mer i ett projekt som tilldelats 20 miljoner från Europeiska forskningsrådet, ERC. Målet är att skapa en ny typ av laser med perovskiter som nyckelmaterial.
– Elektriskt pumpade lasrar anses vara den heliga graalen inom optoelektroniken. Vi tror att laserteknologin skulle kunna revolutioneras om man lyckades utveckla perovskiter som mediummaterial i en sådan laser. Till exempel kan vi då skapa billiga och storskaliga lasrar som kan användas i integrerade fotoniska chip för avancerad beräkning, säger Feng Gao.
ERC Consolidator Grant
Projektet löper över fem år och är möjligt tack vare ett anslag från Europeiska forskningsrådet ERC. Anslaget kallas ERC Consolidator Grant och tilldelas forskare mitt i karriären. Syftet är att ge dem möjligheten att lösa stora och viktiga forskningsfrågor över längre tid.
– Det här anslaget ger mig möjligheten att fokusera på ett väldigt utmanande ämne – laserdioder där mediummaterialet – i det här fallet perovskiter – är producerat i en flytande lösning. Jag ser verkligen fram emot att få testa våra idéer, säger Feng Gao.
