Progrès de la recherche surlasers à points quantiques colloïdaux
Selon les différentes méthodes de pompage, les lasers à points quantiques colloïdaux peuvent être divisés en deux catégories : les lasers à points quantiques colloïdaux à pompage optique et les lasers à points quantiques colloïdaux à pompage électrique. Dans de nombreux domaines, tels que les laboratoires et l'industrie,lasers à pompage optique, tels que les lasers à fibre et les lasers à saphir dopé au titane, jouent un rôle important. De plus, dans certains scénarios spécifiques, comme dans le domaine de lalaser à microflux optiqueLa méthode laser par pompage optique est la meilleure option. Cependant, compte tenu de leur portabilité et de leur large éventail d'applications, la clé de l'application des lasers à points quantiques colloïdaux réside dans l'obtention d'une sortie laser par pompage électrique. Cependant, jusqu'à présent, aucun laser à points quantiques colloïdaux pompé électriquement n'a été réalisé. Par conséquent, en s'appuyant sur la réalisation de lasers à points quantiques colloïdaux pompés électriquement, l'auteur aborde d'abord le lien clé pour obtenir des lasers à points quantiques colloïdaux injectés électriquement, c'est-à-dire la réalisation d'un laser à points quantiques colloïdaux à onde continue pompé optiquement, puis s'intéresse au laser à solution pompé optiquement, qui sera très probablement le premier à trouver une application commerciale. La structure de cet article est illustrée à la figure 1.
Défi existant
Dans la recherche sur les lasers à points quantiques colloïdaux, le principal défi reste d'obtenir un milieu de gain présentant un seuil bas, un gain élevé, une longue durée de vie et une stabilité élevée. Bien que de nouvelles structures et matériaux, tels que des nanofeuilles, des points quantiques géants, des points quantiques à gradient et des points quantiques à pérovskite, aient été décrits, aucun point quantique n'a été confirmé dans plusieurs laboratoires pour obtenir un laser à pompage optique à onde continue, ce qui indique que le seuil de gain et la stabilité des points quantiques restent insuffisants. De plus, en raison de l'absence de normes unifiées pour la synthèse et la caractérisation des performances des points quantiques, les rapports de performance des points quantiques des différents pays et laboratoires divergent considérablement, et la répétabilité est faible, ce qui freine également le développement de points quantiques colloïdaux à gain élevé.
À l’heure actuelle, le laser électropompé à points quantiques n’a pas encore été réalisé, ce qui indique qu’il existe encore des défis dans la recherche en physique fondamentale et en technologie clé des points quantiques.appareils laserLes points quantiques colloïdaux (QDS) sont un nouveau matériau à gain transformable en solution, comparable à la structure du dispositif d'électro-injection des diodes électroluminescentes organiques (DEL). Cependant, des études récentes ont montré qu'une simple référence ne suffit pas à réaliser un laser à points quantiques colloïdaux par électro-injection. Compte tenu des différences de structure électronique et de mode de traitement entre les points quantiques colloïdaux et les matériaux organiques, le développement de nouvelles méthodes de préparation de films en solution adaptées aux points quantiques colloïdaux et aux matériaux à fonctions de transport d'électrons et de trous constitue la seule voie pour réaliser l'électrolaser induit par les points quantiques. Le système de points quantiques colloïdaux le plus mature reste celui des points quantiques colloïdaux de cadmium contenant des métaux lourds. Compte tenu de la protection de l'environnement et des risques biologiques, le développement de nouveaux matériaux durables pour les lasers à points quantiques colloïdaux constitue un défi majeur.
Dans les travaux futurs, la recherche sur les lasers à points quantiques à pompage optique et électrique devrait aller de pair et jouer un rôle tout aussi important dans la recherche fondamentale et les applications pratiques. L'application pratique des lasers à points quantiques colloïdaux soulève de nombreux problèmes courants qui doivent être résolus de toute urgence, et il reste à explorer comment exploiter pleinement les propriétés et fonctions uniques de ces derniers.
Date de publication : 20 février 2024