Les progrès de la recherche delasers 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 comme le laboratoire 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. En outre, dans certains scénarios spécifiques, comme dans le domaine delaser à microflux optique, la méthode laser basée sur le pompage optique est le meilleur choix. Cependant, compte tenu de la portabilité et du large éventail d’applications, la clé de l’application des lasers à points quantiques colloïdaux est d’obtenir une sortie laser sous pompage électrique. Cependant, jusqu’à présent, aucun laser à points quantiques colloïdaux pompé électriquement n’a été réalisé. Par conséquent, avec la réalisation de lasers à points quantiques colloïdaux pompés électriquement comme ligne principale, l'auteur discute d'abord du lien clé de l'obtention de lasers à points quantiques colloïdaux injectés électriquement, c'est-à-dire la réalisation de lasers à points quantiques colloïdaux à onde continue à onde continue, puis s'étend au laser à solution pompée optiquement à points quantiques colloïdaux, qui sera très probablement le premier à réaliser une application commerciale. La structure du corps de cet article est illustrée à la figure 1.
Défi existant
Dans la recherche sur le laser à points quantiques colloïdaux, le plus grand défi reste de savoir comment obtenir un milieu à gain de points quantiques colloïdaux avec un seuil bas, un gain élevé, une longue durée de vie du gain et une stabilité élevée. Bien que de nouvelles structures et matériaux tels que des nanofeuilles, des points quantiques géants, des points quantiques à gradient de gradient et des points quantiques de pérovskite aient été rapportés, aucun point quantique unique n'a été confirmé dans plusieurs laboratoires pour obtenir un laser pompé optiquement à onde continue, ce qui indique que le seuil de gain et la stabilité des points quantiques sont encore insuffisantes. De plus, en raison du manque de normes unifiées pour la synthèse et la caractérisation des performances des points quantiques, les rapports de gain et de performance des points quantiques de différents pays et laboratoires diffèrent considérablement et la répétabilité n'est pas élevée, ce qui entrave également le développement de points quantiques colloïdaux. points avec des propriétés de gain élevées.
À l'heure actuelle, le laser électropompé à points quantiques n'a pas été réalisé, ce qui indique qu'il existe encore des défis dans la physique fondamentale et la recherche technologique clé sur les points quantiques.appareils laser. Les points quantiques colloïdaux (QDS) sont un nouveau matériau à gain traitable en solution, qui peut être référé à la structure du dispositif d'électroinjection de diodes électroluminescentes organiques (LED). Cependant, des études récentes ont montré qu’une simple référence ne suffit pas pour réaliser le laser à points quantiques colloïdaux à électroinjection. Compte tenu de la différence 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 dotés de fonctions de transport d'électrons et de trous est le seul moyen de 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 laser à points quantiques colloïdaux durables constitue un défi majeur.
Dans les travaux futurs, la recherche sur les lasers à points quantiques à pompage optique et sur les lasers à points quantiques à pompage électrique devrait aller de pair et jouer un rôle tout aussi important dans la recherche fondamentale et les applications pratiques. Dans le processus d'application pratique du laser à points quantiques colloïdaux, de nombreux problèmes courants doivent être résolus de toute urgence, et il reste à explorer comment tirer pleinement parti des propriétés et des fonctions uniques des points quantiques colloïdaux.
Heure de publication : 20 février 2024