Forskningsfremskridt afkolloidale kvantepunktlasere
I henhold til de forskellige pumpemetoder kan kolloide kvantepunktlasere opdeles i to kategorier: optisk pumpede kolloide kvantepunktlasere og elektrisk pumpede kolloide kvantepunktlasere. Inden for mange områder, såsom laboratoriet og industrien,optisk pumpede lasere, såsom fiberlasere og titandopede safirlasere, spiller en vigtig rolle. Derudover er der i nogle specifikke scenarier, såsom inden foroptisk mikroflowlaser, er lasermetoden baseret på optisk pumpning det bedste valg. I betragtning af bærbarheden og det brede anvendelsesområde er nøglen til anvendelsen af kolloide kvantepunktlasere imidlertid at opnå laseroutput under elektrisk pumpning. Indtil videre er elektrisk pumpede kolloide kvantepunktlasere dog ikke blevet realiseret. Med realiseringen af elektrisk pumpede kolloide kvantepunktlasere som hovedlinje diskuterer forfatteren derfor først det centrale led i opnåelsen af elektrisk injicerede kolloide kvantepunktlasere, dvs. realiseringen af kolloid kvantepunkt kontinuerlig bølge optisk pumpet laser, og udvider derefter til den kolloide kvantepunkt optisk pumpede opløsningslaser, som højst sandsynligt vil være den første til at realisere kommerciel anvendelse. Artiklens kropsstruktur er vist i figur 1.
Eksisterende udfordring
I forskningen inden for kolloid kvantepunktlaser er den største udfordring stadig, hvordan man opnår et kolloidt kvantepunktforstærkningsmedium med lav tærskel, høj forstærkning, lang forstærkningslevetid og høj stabilitet. Selvom nye strukturer og materialer såsom nanosheets, kæmpekvantepunkter, gradientkvantepunkter og perovskitkvantepunkter er blevet rapporteret, er ingen enkelt kvantepunkt blevet bekræftet i flere laboratorier i stand til at opnå kontinuerlig bølge optisk pumpet laser, hvilket indikerer, at forstærkningstærsklen og stabiliteten af kvantepunkter stadig er utilstrækkelig. Derudover varierer forstærkningsrapporterne for kvantepunkter fra forskellige lande og laboratorier meget på grund af manglen på ensartede standarder for syntese og ydeevnekarakterisering af kvantepunkter, og repeterbarheden er ikke høj, hvilket også hindrer udviklingen af kolloidale kvantepunkter med høje forstærkningsegenskaber.
På nuværende tidspunkt er den elektropumpede kvantepunktlaser ikke blevet realiseret, hvilket indikerer, at der stadig er udfordringer inden for den grundlæggende fysik og nøgleteknologiforskning inden for kvantepunkt.laserenhederKolloide kvanteprikker (QDS) er et nyt opløsningsbearbejdeligt forstærkningsmateriale, der kan refereres til elektroinjektionsanordningens struktur i organiske lysdioder (LED'er). Nyere undersøgelser har imidlertid vist, at simpel reference ikke er nok til at realisere den elektroinjektionskolloide kvantepriklaser. I betragtning af forskellen i elektronisk struktur og behandlingsmetode mellem kolloide kvanteprikker og organiske materialer er udviklingen af nye opløsningsfilmforberedelsesmetoder, der er egnede til kolloide kvanteprikker og materialer med elektron- og hultransportfunktioner, den eneste måde at realisere den elektrolaser, der induceres af kvanteprikker. Det mest modne kolloide kvantepriksystem er stadig cadmium-kolloide kvanteprikker, der indeholder tungmetaller. I betragtning af miljøbeskyttelse og biologiske farer er det en stor udfordring at udvikle nye bæredygtige kolloide kvantepriklasermaterialer.
I fremtidigt arbejde bør forskningen i optisk pumpede kvantepunktlasere og elektrisk pumpede kvantepunktlasere gå hånd i hånd og spille en lige så vigtig rolle i grundforskning og praktiske anvendelser. I processen med praktisk anvendelse af kolloid kvantepunktlasere skal mange almindelige problemer løses hurtigst muligt, og det er stadig nødvendigt at udforske, hvordan man fuldt ud kan udnytte de unikke egenskaber og funktioner ved kolloid kvantepunkt.
Udsendelsestidspunkt: 20. feb. 2024