Forskningsframsteg förkolloidala kvantpricklasrar
Beroende på de olika pumpmetoderna kan kolloidala kvantpricklasrar delas in i två kategorier: optiskt pumpade kolloidala kvantpricklasrar och elektriskt pumpade kolloidala kvantpricklasrar. Inom många områden, såsom laboratorier och industrier,optiskt pumpade lasrar, såsom fiberlasrar och titandopade safirlasrar, spelar en viktig roll. Dessutom, i vissa specifika scenarier, såsom inom områdetoptisk mikroflödeslaser, är lasermetoden baserad på optisk pumpning det bästa valet. Med tanke på portabiliteten och det breda användningsområdet är dock nyckeln till tillämpningen av kolloidala kvantpricklasrar att uppnå laserutgång under elektrisk pumpning. Hittills har dock elektriskt pumpade kolloidala kvantpricklasrar inte realiserats. Därför, med realiseringen av elektriskt pumpade kolloidala kvantpricklasrar som huvudlinje, diskuterar författaren först den viktigaste länken för att erhålla elektriskt injicerade kolloidala kvantpricklasrar, det vill säga realiseringen av kolloidala kvantprickkontinuerliga vågoptiskt pumpade lasers, och utvidgar sedan till den kolloidala kvantprickoptiskt pumpade lösningslasraren, som högst sannolikt kommer att vara den första att realisera kommersiell tillämpning. Kroppsstrukturen i denna artikel visas i figur 1.
Befintlig utmaning
Inom forskningen kring kolloidala kvantpricklasrar är den största utmaningen fortfarande hur man erhåller ett kolloidalt kvantprickförstärkningsmedium med låg tröskel, hög förstärkning, lång förstärkningslivslängd och hög stabilitet. Även om nya strukturer och material som nanoskikt, jättekvantprickar, gradientkvantprickar och perovskitkvantprickar har rapporterats, har ingen enskild kvantprick bekräftats i flera laboratorier för att erhålla kontinuerlig vågoptiskt pumpad laser, vilket indikerar att förstärkningströskeln och stabiliteten hos kvantprickar fortfarande är otillräckliga. På grund av bristen på enhetliga standarder för syntes och prestandakarakterisering av kvantprickar skiljer sig dessutom förstärkningsprestandarapporterna för kvantprickar från olika länder och laboratorier kraftigt åt, och repeterbarheten är inte hög, vilket också hindrar utvecklingen av kolloidala kvantprickar med höga förstärkningsegenskaper.
För närvarande har den elektropumpade kvantpricklasern inte förverkligats, vilket indikerar att det fortfarande finns utmaningar inom grundläggande fysik och nyckelteknologisk forskning kring kvantprickar.laseranordningarKolloidala kvantprickar (QDS) är ett nytt lösningsbearbetningsbart förstärkningsmaterial, vilket kan hänföras till elektroinjektionsstrukturen hos organiska lysdioder (LED). Nyligen genomförda studier har dock visat att en enkel referens inte räcker för att realisera den elektroinjektionsbaserade kolloidala kvantpricklasern. Med tanke på skillnaden i elektronisk struktur och bearbetningsläge mellan kolloidala kvantprickar och organiska material är utvecklingen av nya metoder för framställning av lösningsfilm lämpliga för kolloidala kvantprickar och material med elektron- och håltransportfunktioner det enda sättet att realisera den elektrolaser som induceras av kvantprickar. Det mest mogna kolloidala kvantpricksystemet är fortfarande kadmiumkolloidala kvantprickar som innehåller tungmetaller. Med tanke på miljöskydd och biologiska faror är det en stor utmaning att utveckla nya hållbara kolloidala kvantpricklasermaterial.
I framtida arbete bör forskningen kring optiskt pumpade kvantpricklasrar och elektriskt pumpade kvantpricklasrar gå hand i hand och spela en lika viktig roll i grundforskning som i praktiska tillämpningar. I processen för praktisk tillämpning av kolloidala kvantpricklasrar behöver många vanliga problem lösas snarast, och hur man fullt ut kan utnyttja de unika egenskaperna och funktionerna hos kolloidala kvantprickar återstår att utforska.
Publiceringstid: 20 februari 2024