Forskningsfremgang forkolloidale kvantepunktlasere
I henhold til de ulike pumpemetodene kan kolloidale kvantepunktlasere deles inn i to kategorier: optisk pumpede kolloidale kvantepunktlasere og elektrisk pumpede kolloidale kvantepunktlasere. Innen mange felt, som laboratorier og industri,optisk pumpede lasere, som fiberlasere og titandopede safirlasere, spiller en viktig rolle. I tillegg, i noen spesifikke scenarier, som innenoptisk mikroflowlaser, er lasermetoden basert på optisk pumping det beste valget. Med tanke på portabiliteten og det brede spekteret av bruksområder er imidlertid nøkkelen til bruken av kolloidale kvantepunktlasere å oppnå laserutgang under elektrisk pumping. Imidlertid har elektrisk pumpede kolloidale kvantepunktlasere frem til nå ikke blitt realisert. Derfor, med realiseringen av elektrisk pumpede kolloidale kvantepunktlasere som hovedlinje, diskuterer forfatteren først nøkkelleddet for å oppnå elektrisk injiserte kolloidale kvantepunktlasere, det vil si realiseringen av kolloidale kvantepunktkontinuerlige bølgeoptisk pumpet lasere, og utvider deretter til den kolloidale kvantepunktoptisk pumpede løsningslaseren, som høyst sannsynlig vil være den første som realiserer kommersiell anvendelse. Kroppsstrukturen i denne artikkelen er vist i figur 1.
Eksisterende utfordring
I forskningen på kolloidal kvantepunktlaser er den største utfordringen fortsatt hvordan man skal oppnå et kolloidalt kvantepunktforsterkningsmedium med lav terskel, høy forsterkning, lang forsterkningslevetid og høy stabilitet. Selv om nye strukturer og materialer som nanosjikt, gigantiske kvantepunkter, gradientkvantepunkter og perovskittkvantepunkter har blitt rapportert, har ingen enkelt kvantepunkt blitt bekreftet i flere laboratorier for å oppnå kontinuerlig bølgeoptisk pumpet laser, noe som indikerer at forsterkningsterskelen og stabiliteten til kvantepunkter fortsatt er utilstrekkelig. I tillegg, på grunn av mangelen på enhetlige standarder for syntese og ytelseskarakterisering av kvantepunkter, varierer forsterkningsytelsesrapportene for kvantepunkter fra forskjellige land og laboratorier sterkt, og repeterbarheten er ikke høy, noe som også hindrer utviklingen av kolloidale kvantepunkter med høye forsterkningsegenskaper.
For tiden er ikke den elektropumpede kvantepunktlaseren realisert, noe som indikerer at det fortsatt er utfordringer innen grunnleggende fysikk og nøkkelteknologiforskning av kvantepunkt.laserenheterKolloidale kvanteprikker (QDS) er et nytt løsningsprosesserbart forsterkningsmateriale, som kan refereres til elektroinjeksjonsenhetsstrukturen til organiske lysdioder (LED). Nyere studier har imidlertid vist at enkel referanse ikke er nok for å realisere den elektroinjeksjonskolloidale kvanteprikklaseren. Med tanke på forskjellen i elektronisk struktur og prosesseringsmodus mellom kolloidale kvanteprikker og organiske materialer, er utviklingen av nye løsningsfilmforberedelsesmetoder som er egnet for kolloidale kvanteprikker og materialer med elektron- og hulltransportfunksjoner den eneste måten å realisere elektrolaseren indusert av kvanteprikker. Det mest modne kolloidale kvanteprikksystemet er fortsatt kadmiumkolloidale kvanteprikker som inneholder tungmetaller. Med tanke på miljøvern og biologiske farer er det en stor utfordring å utvikle nye bærekraftige kolloidale kvanteprikklasermaterialer.
I fremtidig arbeid bør forskningen på 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 raskt, og det gjenstår å utforske hvordan man kan utnytte de unike egenskapene og funksjonene til kolloidal kvantepunkt fullt ut.
Publisert: 20. feb. 2024