模擬模擬助力鈣鈦礦激光起源研究
鈣鈦礦作為最火熱的材料，沒有之一，被如火如荼地研究著，其卓越的光電轉化效率在光電應用中被廣泛研究。其中鈣鈦礦材料的激光研究也是一個十分重要的研究課題。下面我們就以2019年近來的一篇Nature Communications為例，給出Comsol模擬軟體的在鈣鈦礦的激光起源研究中的關鍵應用。
這篇文章主要研究了CsPbBr3鈣鈦礦納米線在皮秒(ps)時間解析度下的激光發射，來研究鈣鈦礦材料是如何發射熒光的。他們研究得出，激光發射的原因是由電子空穴等離子的受激發射引起的。他們觀察到一個異常的藍移的激光增益剖面的時間高達25秒，並指定這作為一個涉及等離子體發射的激光的信號。時域視圖提供了一種超靈敏的多體物理探針，這在以前鹵化鉛鈣鈦礦納米線激光發射的時間集成測量中是模糊的。
下面我們來看模擬數據如何助力鈣鈦礦納米線的激光研究的。首先，作者使用原子力顯微鏡，掃描電鏡來表徵鈣鈦礦納米線的界面形貌和尺度，得出幾何形貌和參數，然後在Comsol中建立對應的模型。他們使用電磁和光學模塊來模擬最低能量下的波導模態，可視化地展示電場極化過程。另外作者還利用Comsol模擬了納米線的各種激光光譜、激光增益剖面和模式能量、反射光譜和波導的數值模擬圖，來進一步闡述激光發生和傳播的過程。下面就是模擬細節及AFM和Comsol建模的對應性：
利用AFM數據和Comsol模擬的結合，作者完美解決了鈣鈦礦納米中的激光發生問題。
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