Прогрес дослідженьколоїдні квантово-точкові лазери
Відповідно до різних методів накачування, колоїдні квантові точкові лазери можна розділити на дві категорії: оптично накачувані колоїдні квантові точкові лазери та електрично накачувані колоїдні квантові точкові лазери. У багатьох галузях, таких як лабораторія та промисловість,лазери з оптичним накачуванням, такі як волоконні лазери та сапфірові лазери, леговані титаном, відіграють важливу роль. Крім того, в деяких конкретних сценаріях, таких як у галузіоптичний мікропотоковий лазер, лазерний метод, заснований на оптичному накачуванні, є найкращим вибором. Однак, враховуючи портативність та широкий спектр застосування, ключем до застосування колоїдних квантових точкових лазерів є досягнення лазерної потужності під дією електричного накачування. Однак досі електрично накачувані колоїдні квантові точкові лазери не були реалізовані. Тому, беручи за основу реалізацію електрично накачуваних колоїдних квантових точкових лазерів, автор спочатку обговорює ключову ланку отримання електрично інжектованих колоїдних квантових точкових лазерів, тобто реалізацію колоїдного квантового точкового лазера безперервної хвилі з оптичним накачуванням, а потім поширюється на колоїдний квантовий точковий лазер на розчині з оптичним накачуванням, який, ймовірно, першим отримає комерційне застосування. Структура цієї статті показана на рисунку 1.
Існуючий виклик
У дослідженнях колоїдного квантового точкового лазера найбільшою проблемою залишається отримання колоїдного середовища для квантових точок з низьким порогом посилення, високим коефіцієнтом посилення, тривалим терміном служби та високою стабільністю. Хоча повідомлялося про нові структури та матеріали, такі як нанолисти, гігантські квантові точки, градієнтні градієнтні квантові точки та перовскітні квантові точки, жодної окремої квантової точки не було підтверджено в кількох лабораторіях для отримання лазера з безперервним оптичним накачуванням, що свідчить про недостатність порогу посилення та стабільності квантових точок. Крім того, через відсутність єдиних стандартів для синтезу та характеристики квантових точок, звіти про показники посилення квантових точок з різних країн та лабораторій значно відрізняються, а повторюваність невисока, що також перешкоджає розробці колоїдних квантових точок з високими властивостями посилення.
Наразі квантово-точковий лазер з електронакачуванням ще не реалізований, що свідчить про існування проблем у фундаментальній фізиці та ключових технологічних дослідженнях квантових точок.лазерні пристроїКолоїдні квантові точки (КТ) – це новий матеріал, що оброблюється в розчині, який можна віднести до структури електроінжекційних пристроїв на основі органічних світлодіодів (LED). Однак нещодавні дослідження показали, що простого посилання недостатньо для реалізації електроінжекційного колоїдного квантового лазера. Враховуючи різницю в електронній структурі та режимі обробки між колоїдними квантовими точками та органічними матеріалами, розробка нових методів приготування плівок розчинів, придатних для колоїдних квантових точок та матеріалів з функціями транспорту електронів та дірок, є єдиним способом реалізації електролазера, індукованого квантовими точками. Найзрілішою колоїдною системою квантових точок все ще є колоїдні квантові точки кадмію, що містять важкі метали. Враховуючи захист навколишнього середовища та біологічну небезпеку, розробка нових стійких колоїдних лазерних матеріалів для квантових точок є серйозним завданням.
У майбутній роботі дослідження оптично накачуваних квантових точкових лазерів та електрично накачуваних квантових точкових лазерів повинні йти пліч-о-пліч і відігравати однаково важливу роль у фундаментальних дослідженнях та практичних застосуваннях. У процесі практичного застосування колоїдного квантового лазера необхідно терміново вирішити багато поширених проблем, і як повною мірою використати унікальні властивості та функції колоїдного квантового лазера, ще належить дослідити.
Час публікації: 20 лютого 2024 р.