Forskningsfremgang av kolloidale kvantepunktlasere

Forskningsfremgang avkolloidale kvantepunktlasere
I henhold til de forskjellige pumpemetodene kan kolloide kvantepunktlasere deles inn i to kategorier: optisk pumpede kolloidale kvantepunktlasere og elektrisk pumpede kolloidale kvantepunktlasere. På mange felt som laboratoriet og industrien,optisk pumpede lasere, som fiberlasere og titan-dopet safirlasere, spiller en viktig rolle. I tillegg, i noen spesifikke scenarier, for eksempel innenoptisk mikrostrømlaser, lasermetoden basert på optisk pumping er det beste valget. Men med tanke på portabiliteten og det brede spekteret av applikasjoner, er nøkkelen til bruken av kolloidale kvantepunktlasere å oppnå laserutgang under elektrisk pumping. Til nå har imidlertid ikke elektrisk pumpede kolloidale kvantepunktlasere blitt realisert. Derfor, med realiseringen av elektrisk pumpede kolloide kvantepunktlasere som hovedlinjen, diskuterer forfatteren først nøkkellenken for å skaffe elektrisk injiserte kolloidale kvantepunktlasere, det vil si realiseringen av kolloidal kvantepunkt-kontinuerlig bølge optisk pumpet laser, og deretter strekker seg til den kolloidale kvantepunkt-optisk pumpede løsningslaseren, som med stor sannsynlighet vil være den første som realiserer kommersiell bruk. Kroppsstrukturen til denne artikkelen er vist i figur 1.

Eksisterende utfordring
I forskningen på kolloidal kvantepunktlaser er den største utfordringen fortsatt hvordan man oppnår en kolloidal kvantepunktforsterkningsmedium med lav terskel, høy forsterkning, lang levetid og høy stabilitet. Selv om nye strukturer og materialer som nanoark, gigantiske kvanteprikker, gradientgradientkvanteprikker og perovskittkvanteprikker er rapportert, har ingen enkelt kvanteprikk blitt bekreftet i flere laboratorier for å oppnå kontinuerlig bølge optisk pumpet laser, noe som indikerer at forsterkningsterskelen og stabiliteten til kvanteprikker er fortsatt utilstrekkelig. I tillegg, på grunn av mangelen på enhetlige standarder for syntese og ytelseskarakterisering av kvanteprikker, er gevinstytelsesrapportene for kvanteprikker fra forskjellige land og laboratorier svært forskjellige, og repeterbarheten er ikke høy, noe som også hindrer utviklingen av kolloidalt kvante. prikker med høy forsterkningsegenskaper.

Foreløpig er den elektropumpede kvanteprikklaseren ikke realisert, noe som indikerer at det fortsatt er utfordringer innen grunnleggende fysikk og nøkkelteknologiforskning til kvanteprikklaserenheter. Kolloidale kvanteprikker (QDS) er et nytt løsningsprosesserbart forsterkningsmateriale, som kan refereres til strukturen til elektroinjeksjonsanordningen til organiske lysemitterende dioder (lysdioder). Nyere studier har imidlertid vist at enkel referanse ikke er nok til å realisere den kolloidale kvantepunktlaseren for elektroinjeksjon. Tatt i betraktning forskjellen i elektronisk struktur og prosesseringsmodus mellom kolloidale kvanteprikker og organiske materialer, er utviklingen av nye løsningsfilmfremstillingsmetoder egnet for kolloidale kvanteprikker og materialer med elektron- og hulltransportfunksjoner den eneste måten å realisere elektrolaseren indusert av kvanteprikker. . Det mest modne kolloidale kvantepunktsystemet er fortsatt kadmiumkolloide kvanteprikker som inneholder tungmetaller. Med tanke på miljøvern og biologiske farer, er det en stor utfordring å utvikle nye bærekraftige kolloidale kvantepunktlasermaterialer.

I fremtidig arbeid bør forskningen av optisk pumpede kvantepunktlasere og elektrisk pumpede kvantepunktlasere gå hånd i hånd og spille en like viktig rolle i grunnforskning og praktiske anvendelser. I prosessen med praktisk anvendelse av kolloidal kvantepunktlaser, må mange vanlige problemer løses snarest, og det gjenstår å utforske hvordan de unike egenskapene og funksjonene til kolloidal kvantepunktlaser kan spilles fullt ut.