北大张青课题组在硒化铟材料静水压荧光调控及近红外激光研究方面取得进展

基于以上研究背景，北京大学材料科学与工程学院张青课题组研究了InSe室温近红外激射行为，揭示了激子-激子散射诱导的增益机制，探究了静水压调控近红外区荧光激射性质。相关研究成果发表在ACS Nano. 2022, 16, 1477-1485，题为“Room-temperature Near-infrared Excitonic Lasing from Mechanically Exfoliated InSe Microflake”，和Nano Letters. 2022, 22, 3840-3847，题为“Engineering Near-Infrared Light Emission in Mechanically Exfoliated InSe Platelets through Hydrostatic Pressure for Multicolor Microlasing”，第一单位均为北京大学材料科学与工程学院。

利用机械剥离的InSe微米薄片，张青课题组首先展示了室温近红外微纳激光，其净光学增益达到1029cm⁻¹（ACS Nano. 2022, 16, 1477-1485）。基于温度、功率依赖荧光光谱，发现激子-激子散射是InSe微纳激光的增益来源。此外，他们结合激光直写技术加工出InSe微盘腔，激光阈值下降超过60%。以上结果为未来开发低功耗的片上近红外激光源提供了新的思路。该工作第一作者为材料科学与工程学院2021级普博生李淳。该工作还得到了北京大学高宇南研究员、武汉大学曹强研究员、中科院半导体所魏钟鸣研究员和张俊研究员的帮助。

（a）机械剥离InSe薄片的激射光谱。插图分别为InSe薄片光学图像和激子-激子散射示意图；（b）InSe纳米片发光的焦平面成像（强度归一化），白色虚线对应强度曲线显示面外激子发光占比达97%