Напредъкът на изследванията наколоидни квантово-точкови лазери
Според различните методи на изпомпване, колоидните квантово-точкови лазери могат да бъдат разделени на две категории: оптично изпомпвани колоидни квантово-точкови лазери и електрически изпомпвани колоидни квантово-точкови лазери. В много области, като лабораторни и промишлени,оптично напомпвани лазери, като например влакнести лазери и титаниево-легирани сапфирени лазери, играят важна роля. Освен това, в някои специфични сценарии, като например в областта наоптичен микропоточен лазер, лазерният метод, базиран на оптично напомпване, е най-добрият избор. Въпреки това, като се има предвид преносимостта и широкият спектър от приложения, ключът към приложението на колоидните квантово-точкови лазери е постигането на лазерен изход при електрическо напомпване. Досега обаче електрически напомпвани колоидни квантово-точкови лазери не са реализирани. Следователно, с реализацията на електрически напомпвани колоидни квантово-точкови лазери като основна линия, авторът първо обсъжда ключовата връзка за получаване на електрически инжектирани колоидни квантово-точкови лазери, а именно реализацията на колоиден квантово-точков оптично напомпван лазер с непрекъсната вълна, а след това разширява до колоидния квантово-точков оптично напомпван разтворен лазер, който е много вероятно да бъде първият, който ще реализира търговско приложение. Структурата на тази статия е показана на Фигура 1.
Съществуващо предизвикателство
В изследванията на колоиден квантово-точков лазер, най-голямото предизвикателство все още е как да се получи колоидна среда за квантови точки с нисък праг на усилване, високо усилване, дълъг живот на усилване и висока стабилност. Въпреки че са докладвани нови структури и материали като нанолистове, гигантски квантови точки, градиентно-градиентни квантови точки и перовскитни квантови точки, нито една квантова точка не е потвърдена в множество лаборатории за получаване на непрекъснато-вълнов оптично напомпван лазер, което показва, че прагът на усилване и стабилността на квантовите точки все още са недостатъчни. Освен това, поради липсата на унифицирани стандарти за синтез и характеризиране на характеристиките на квантовите точки, докладите за характеристиките на усилване на квантовите точки от различни страни и лаборатории се различават значително и повторяемостта не е висока, което също възпрепятства разработването на колоидни квантови точки с високи свойства на усилване.
В момента квантово-точковият електропомпен лазер не е реализиран, което показва, че все още има предизвикателства в основната физика и ключовите технологични изследвания на квантовите точки.лазерни устройстваКолоидните квантови точки (КТ) са нов материал за усилване, обработваем в разтвор, който може да се отнесе към структурата на електроинжекционни устройства на органични светодиоди (LED). Последните проучвания обаче показват, че простото позоваване не е достатъчно, за да се реализира електроинжекционният колоиден квантово-точков лазер. Като се има предвид разликата в електронната структура и режима на обработка между колоидните квантови точки и органичните материали, разработването на нови методи за приготвяне на разтворен филм, подходящи за колоидни квантови точки и материали с функции за транспорт на електрони и дупки, е единственият начин за реализиране на електролазера, индуциран от квантови точки. Най-зрялата колоидна система от квантови точки все още са кадмиевите колоидни квантови точки, съдържащи тежки метали. Като се имат предвид опазването на околната среда и биологичните опасности, разработването на нови устойчиви колоидни квантово-точкови лазерни материали е основно предизвикателство.
В бъдещата работа, изследванията на оптично напомпвани квантови точкови лазери и електрически напомпвани квантови точкови лазери трябва да вървят ръка за ръка и да играят еднакво важна роля както във фундаменталните изследвания, така и в практическите приложения. В процеса на практическото приложение на колоидния квантово-точков лазер, много често срещани проблеми трябва да бъдат решени спешно и как да се даде пълна сила на уникалните свойства и функции на колоидния квантово-точков лазер все още не е проучено.
Време на публикуване: 20 февруари 2024 г.