Onderzoeksvoortgang vancolloïdale kwantumdotlasers
Volgens de verschillende pompmethoden kunnen colloïdale kwantumdotlasers in twee categorieën worden verdeeld: optisch gepompte colloïdale kwantumdotlasers en elektrisch gepompte colloïdale kwantumdotlasers. Op veel gebieden, zoals het laboratorium en de industrie,optisch gepompte lasers, zoals fiberlasers en met titanium gedoteerde saffierlasers, spelen een belangrijke rol. Bovendien kan in sommige specifieke scenario's, zoals op het gebied vanoptische microflow-laser, is de lasermethode gebaseerd op optisch pompen de beste keuze. Gezien de draagbaarheid en het brede scala aan toepassingen is de sleutel tot de toepassing van colloïdale kwantumdotlasers echter het bereiken van laseruitvoer onder elektrisch pompen. Tot nu toe zijn er echter nog geen elektrisch gepompte colloïdale kwantumdotlasers gerealiseerd. Daarom bespreekt de auteur, met de realisatie van elektrisch gepompte colloïdale kwantumdotlasers als hoofdlijn, eerst de belangrijkste link van het verkrijgen van elektrisch geïnjecteerde colloïdale kwantumdotlasers, dat wil zeggen de realisatie van colloïdale kwantumdot continugolf optisch gepompte laser, en vervolgens strekt zich uit tot de colloïdale quantum dot optisch gepompte oplossingslaser, die hoogstwaarschijnlijk de eerste zal zijn die commerciële toepassing zal realiseren. De carrosseriestructuur van dit artikel wordt weergegeven in figuur 1.
Bestaande uitdaging
Bij het onderzoek naar colloïdale quantum dot-lasers is de grootste uitdaging nog steeds het verkrijgen van een colloïdaal quantum dot-versterkingsmedium met een lage drempel, hoge versterking, een lange levensduur en hoge stabiliteit. Hoewel nieuwe structuren en materialen zoals nanosheets, gigantische kwantumdots, gradiëntgradiënt-kwantumdots en perovskiet-kwantumdots zijn gerapporteerd, is in meerdere laboratoria niet bevestigd dat een enkele kwantumdot een optisch gepompte laser met continue golf kan verkrijgen, wat aangeeft dat de versterkingsdrempel en stabiliteit van kwantumdots zijn nog steeds onvoldoende. Bovendien, als gevolg van het ontbreken van uniforme standaarden voor de synthese en prestatiekarakterisering van kwantumdots, lopen de prestatierapporten van kwantumdots uit verschillende landen en laboratoria sterk uiteen, en is de herhaalbaarheid niet hoog, wat ook de ontwikkeling van colloïdale kwantumdots belemmert. punten met hoge versterkingseigenschappen.
Op dit moment is de quantum dot-elektropomplaser nog niet gerealiseerd, wat aangeeft dat er nog steeds uitdagingen zijn in het fundamentele fysica- en sleuteltechnologieonderzoek van quantum dotlaser-apparaten. Colloïdale kwantumdots (QDS) zijn een nieuw, in oplossing verwerkbaar versterkingsmateriaal, dat kan worden verwezen naar de elektro-injectie-apparaatstructuur van organische lichtemitterende diodes (leds). Recente onderzoeken hebben echter aangetoond dat eenvoudige referentie niet voldoende is om de colloïdale kwantumdotlaser met elektro-injectie te realiseren. Gezien het verschil in elektronische structuur en verwerkingsmodus tussen colloïdale kwantumstippen en organische materialen, is de ontwikkeling van nieuwe oplossingsfilmvoorbereidingsmethoden die geschikt zijn voor colloïdale kwantumstippen en materialen met elektronen- en gatentransportfuncties de enige manier om de door kwantumstippen geïnduceerde elektrolaser te realiseren. . Het meest volwassen colloïdale quantum dots-systeem zijn nog steeds colloïdale quantum dots van cadmium die zware metalen bevatten. Met het oog op de bescherming van het milieu en biologische gevaren is het een grote uitdaging om nieuwe duurzame colloïdale kwantumdotlasermaterialen te ontwikkelen.
In toekomstig werk zou het onderzoek naar optisch gepompte quantum dot lasers en elektrisch gepompte quantum dot lasers hand in hand moeten gaan en een even belangrijke rol moeten spelen in fundamenteel onderzoek en praktische toepassingen. In het proces van praktische toepassing van de colloïdale kwantumdot-laser moeten veel veelvoorkomende problemen dringend worden opgelost, en hoe de unieke eigenschappen en functies van de colloïdale kwantumdot-laser ten volle kunnen worden benut, moet nog worden onderzocht.
Posttijd: 20 februari 2024