Progresul cercetăriilasere coloidale cu puncte cuantice
Conform diferitelor metode de pompare, laserele coloidale cu puncte cuantice pot fi împărțite în două categorii: lasere coloidale cu puncte cuantice pompate optic și lasere coloidale cu puncte cuantice pompate electric. În multe domenii, cum ar fi laboratorul și industria,lasere pompate optic, cum ar fi laserele cu fibră și laserele cu safir dopat cu titan, joacă un rol important. În plus, în anumite scenarii specifice, cum ar fi în domeniullaser optic cu microfluxMetoda laser bazată pe pompare optică este cea mai bună alegere. Cu toate acestea, având în vedere portabilitatea și gama largă de aplicații, cheia aplicării laserelor coloidale cu puncte cuantice este obținerea unui randament laser sub pompare electrică. Cu toate acestea, până în prezent, laserele coloidale cu puncte cuantice pompate electric nu au fost realizate. Prin urmare, având ca linie principală realizarea laserelor coloidale cu puncte cuantice pompate electric, autorul discută mai întâi veriga cheie a obținerii laserelor coloidale cu puncte cuantice injectate electric, adică realizarea laserului coloidal cu puncte cuantice pompat optic cu undă continuă, apoi se extinde la laserul în soluție cu puncte cuantice pompate optic, care este foarte probabil să fie primul care va realiza aplicații comerciale. Structura acestui articol este prezentată în Figura 1.
Provocarea existentă
În cercetarea laserelor coloidale cu puncte cuantice, cea mai mare provocare rămâne obținerea unui mediu coloidal cu amplificare a punctelor cuantice, cu prag scăzut, amplificare ridicată, durată lungă de viață a amplificarii și stabilitate ridicată. Deși au fost raportate structuri și materiale noi, cum ar fi nanostraturi, puncte cuantice gigantice, puncte cuantice cu gradient de gradient și puncte cuantice perovskite, niciun punct cuantic nu a fost confirmat în mai multe laboratoare pentru a obține un laser pompat optic cu undă continuă, ceea ce indică faptul că pragul de amplificare și stabilitatea punctelor cuantice sunt încă insuficiente. În plus, din cauza lipsei unor standarde unificate pentru sinteza și caracterizarea performanței punctelor cuantice, rapoartele de performanță a amplificarii punctelor cuantice din diferite țări și laboratoare diferă foarte mult, iar repetabilitatea nu este ridicată, ceea ce împiedică, de asemenea, dezvoltarea punctelor cuantice coloidale cu proprietăți de amplificare ridicată.
În prezent, laserul electropompat cu puncte cuantice nu a fost realizat, ceea ce indică faptul că există încă provocări în fizica de bază și cercetarea tehnologică cheie a punctelor cuantice.dispozitive laserPunctele cuantice coloidale (QDS) sunt un nou material de amplificare procesabil în soluție, care poate fi atribuit structurii dispozitivelor de electroinjecție a diodelor organice emițătoare de lumină (LED-uri). Cu toate acestea, studii recente au arătat că o simplă referință nu este suficientă pentru a realiza laserul cu puncte cuantice coloidale prin electroinjecție. Având în vedere diferența de structură electronică și modul de procesare dintre punctele cuantice coloidale și materialele organice, dezvoltarea de noi metode de preparare a peliculei în soluție, potrivite pentru punctele cuantice coloidale și materialele cu funcții de transport de electroni și goluri, este singura modalitate de a realiza electrolaserul indus de punctele cuantice. Cel mai matur sistem de puncte cuantice coloidale este încă reprezentat de punctele cuantice coloidale cu cadmiu care conțin metale grele. Având în vedere protecția mediului și pericolele biologice, dezvoltarea de noi materiale laser sustenabile pentru puncte cuantice coloidale reprezintă o provocare majoră.
În lucrările viitoare, cercetarea laserelor cu puncte cuantice pompate optic și a laserelor cu puncte cuantice pompate electric ar trebui să meargă mână în mână și să joace un rol la fel de important în cercetarea fundamentală și în aplicațiile practice. În procesul de aplicare practică a laserului cu puncte cuantice coloidale, multe probleme comune trebuie rezolvate urgent, iar modul de a valorifica pe deplin proprietățile și funcțiile unice ale punctelor cuantice coloidale rămâne de explorat.
Data publicării: 20 februarie 2024