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Continuous wave amplified spontaneous emission in phase-stable lead halide perovskites

Brenner, Philipp 1; Bar-On, Ofer; Jakoby, Marius 2; Allegro, Isabel ORCID iD icon 1; Richards, Bryce S. ORCID iD icon 1,2; Paetzold, Ulrich W. ORCID iD icon 1,2; Howard, Ian A. 1,2; Scheuer, Jacob; Lemmer, Uli 1,2
1 Lichttechnisches Institut (LTI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Sustained stimulated emission under continuous-wave (CW) excitation is a prerequisite for new semiconductor materials being developed for laser gain media. Although hybrid organic-inorganic lead-halide perovskites have attracted much attention as optical gain media, the demonstration of room-temperature CW lasing has still not been realized. Here, we present a critical step towards this goal by demonstrating CW amplified spontaneous emission (ASE) in a phase-stable perovskite at temperatures up to 120 K. The phase-stable perovskite maintains its room-temperature phase while undergoing cryogenic cooling and can potentially support CW lasing also at higher temperatures. We find the threshold level for CW ASE to be 387 W cm-2 at 80 K. These results indicate that easily-fabricated single-phase perovskite thin films can sustain CW stimulated emission, potential at higher temperatures as well, by further optimization of the material quality in order to extend the carrier lifetimes.

Zugehörige Institution(en) am KIT 3D Matter Made to Order (3DMM2O)
Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT)
Universität Karlsruhe (TH) – Interfakultative Einrichtungen (Interfakultative Einrichtungen)
Karlsruhe School of Optics & Photonics (KSOP)
Lichttechnisches Institut (LTI)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 02.2019
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2041-1723
urn:nbn:de:swb:90-919414
KITopen-ID: 1000091941
HGF-Programm 43.23.04 (POF III, LK 01) Nanophotonics for Energy Conversion
Erschienen in Nature Communications
Verlag Nature Research
Band 10
Heft 1
Seiten Article-Nr.: 988
Projektinformation EXC 2082; 3DMM2O (DFG, DFG EXSTRAT, EXC 2082/1, zu FOR_APH_20_03_25+08-58-20)
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch den KIT-Publikationsfonds
Nachgewiesen in Scopus
Dimensions
Web of Science
Relationen in KITopen

Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000091941
Veröffentlicht am 09.03.2019
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1038/s41467-019-08929-0
Scopus
Zitationen: 128
Web of Science
Zitationen: 115
Dimensions
Zitationen: 133
Seitenaufrufe: 487
seit 12.03.2019
Downloads: 460
seit 14.03.2019
Cover der Publikation
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