Repositorio
Institucional

Pincheira, Pablo I. R.

Graphitic carbon nitride nanosheets as scatterers for random laser action

ROYAL SOC CHEMISTRY

NANOSCALE

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We demonstrate random laser (RL) emission from rhodamine 610 using graphitic carbon nitride (g-C3N4) nanosheets synthesized using a thermal polymerization method as scatterers in a liquid suspension to provide feedback for the RL emission. To characterize RL action and its threshold value, we observed replica symmetry breaking that leads to a transition from a photonic paramagnet to a photonic spin glass for four concentrations of g-C3N4. Additionally, we applied a fast Fourier transform to the RL spectra to gain insights into the photon optical path lengths, which aids in evaluating the feedback mechanism. The photonic disorder introduced by the g-C3N4 nanosheets creates multiple scattering paths of different natures. An important aspect revealed by our experimental results is the existence of coherent feedback in the system. At the same time, localized optical modes are generated within each nanosheet due to intrinsic structural defects and surface states, providing a coherent feedback mechanism.Demostramos la emisión láser aleatoria (RL) de rodamina 610 utilizando nanohojas de nitruro de carbono grafítico (g-C3N4) sintetizadas mediante un método de polimerización térmica como dispersores en una suspensión líquida para proporcionar retroalimentación a la emisión RL. Para caracterizar la acción RL y su valor umbral, observamos la ruptura de la simetría de réplica que conduce a una transición de un paramagneto fotónico a un vidrio de espín fotónico para cuatro concentraciones de g-C3N4. Además, aplicamos una transformada rápida de Fourier a los espectros RL para obtener información sobre las longitudes de trayectoria óptica de los fotones, lo que ayuda a evaluar el mecanismo de retroalimentación. El desorden fotónico introducido por las nanohojas de g-C3N4 crea múltiples trayectorias de dispersión de diferente naturaleza. Un aspecto importante revelado por nuestros resultados experimentales es la existencia de retroalimentación coherente en el sistema. Al mismo tiempo, se generan modos ópticos localizados dentro de cada nanohoja debido a defectos estructurales intrínsecos y estados superficiales, proporcionando un mecanismo de retroalimentación coherente.

artículo original

10.1039/d5nr02462e

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PHOTOCATALYSTS

G-C3N4

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Física de la Materia Condensada

Óptica

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Graphitic carbon nitride nanosheets as scatterers for random laser action

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ROYAL SOC CHEMISTRY

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Chemistry, Multidisciplinary

Nanoscience & Nanotechnology

Materials Science, Multidisciplinary

Physics, Applied

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2040-3364

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