Прогресс исследованийколлоидные квантовые лазеры
В зависимости от метода накачки коллоидные лазеры на квантовых точках можно разделить на две категории: коллоидные лазеры на квантовых точках с оптической накачкой и коллоидные лазеры на квантовых точках с электрической накачкой. Во многих областях, таких как лабораторные исследования и промышленность,лазеры с оптической накачкой, такие как волоконные лазеры и лазеры на сапфире, легированном титаном, играют важную роль. Кроме того, в некоторых конкретных областях, например, в областиоптический микропотоковый лазер, лазерный метод, основанный на оптической накачке, является наилучшим выбором. Однако, учитывая портативность и широкий спектр применения, ключом к применению лазеров на коллоидных квантовых точках является достижение лазерного выхода при электрической накачке. Однако до сих пор коллоидные квантовые точки с электрической накачкой не были реализованы. Поэтому, в связи с реализацией коллоидных квантовых точек с электрической накачкой в качестве основного направления, автор сначала обсуждает ключевое звено получения электрически инжектированных коллоидных квантовых точек лазеров, то есть реализацию коллоидных квантовых точек непрерывного оптического накачивания, а затем расширяет рассмотрение до коллоидных квантовых точек с оптической накачкой в растворе, который, по всей вероятности, станет первым, который получит коммерческое применение. Структура данной статьи представлена на рисунке 1.
Существующая проблема
В исследовании коллоидного лазера на квантовых точках самой большой проблемой по-прежнему является получение среды усиления на основе коллоидных квантовых точек с низким порогом, высоким коэффициентом усиления, длительным сроком службы и высокой стабильностью. Хотя сообщалось о новых структурах и материалах, таких как нанолисты, гигантские квантовые точки, градиентные квантовые точки и перовскитные квантовые точки, ни одна квантовая точка не была подтверждена в нескольких лабораториях для получения лазера с непрерывной оптической накачкой, что указывает на то, что порог усиления и стабильность квантовых точек все еще недостаточны. Кроме того, из-за отсутствия единых стандартов для синтеза и характеристики характеристик квантовых точек, отчеты о характеристиках усиления квантовых точек из разных стран и лабораторий сильно различаются, а повторяемость невысока, что также препятствует разработке коллоидных квантовых точек с высокими характеристиками усиления.
В настоящее время лазер с электронакачкой на квантовых точках не реализован, что свидетельствует о наличии проблем в фундаментальных физических исследованиях и ключевых технологиях квантовых точек.лазерные устройства. Коллоидные квантовые точки (QDS) представляют собой новый усиливающий материал, обрабатываемый в растворе, который можно отнести к структуре электроинжекционного устройства органических светодиодов (LED). Однако недавние исследования показали, что простого указания недостаточно для реализации электроинжекционного коллоидного лазера на квантовых точках. Учитывая разницу в электронной структуре и режиме обработки между коллоидными квантовыми точками и органическими материалами, разработка новых методов приготовления пленок растворов, подходящих для коллоидных квантовых точек и материалов с функциями переноса электронов и дырок, является единственным способом реализации электролазера, индуцированного квантовыми точками. Наиболее зрелой системой коллоидных квантовых точек по-прежнему являются кадмиевые коллоидные квантовые точки, содержащие тяжелые металлы. Принимая во внимание защиту окружающей среды и биологическую опасность, разработка новых устойчивых материалов для коллоидных лазеров на квантовых точках является серьезной проблемой.
В будущем исследования лазеров на квантовых точках с оптической и электрической накачкой должны идти рука об руку и играть одинаково важную роль как в фундаментальных исследованиях, так и в практических приложениях. В процессе практического применения коллоидных лазеров на квантовых точках необходимо срочно решить множество распространённых проблем, и ещё предстоит изучить, как в полной мере реализовать уникальные свойства и функции коллоидных квантовых точек.
Время публикации: 20 февраля 2024 г.