Pokrok ve výzkumu koloidních kvantových tečkových laserů

Pokrok ve výzkumukoloidní kvantové tečkové lasery
Podle různých metod čerpání lze koloidní kvantové tečkové lasery rozdělit do dvou kategorií: opticky buzené koloidní kvantové tečkové lasery a elektricky buzené koloidní kvantové tečkové lasery. V mnoha oblastech, jako jsou laboratoře a průmysl,opticky buzené lasery, jako jsou vláknové lasery a titanem dopované safírové lasery, hrají důležitou roli. Kromě toho v některých specifických scénářích, například v oblastioptický mikroprůtokový laserNejlepší volbou je laserová metoda založená na optickém čerpání. Vzhledem k přenositelnosti a široké škále aplikací je však klíčem k aplikaci koloidních kvantových tečkových laserů dosažení laserového výkonu za elektrického čerpání. Dosud však nebyly elektricky čerpány koloidní kvantové tečkové lasery realizovány. Proto se autor s realizací elektricky čerpáných koloidních kvantových tečkových laserů jako hlavním tématem nejprve zabývá klíčovým článkem pro získání elektricky injektovaných koloidních kvantových tečkových laserů, tj. realizací koloidního kvantově tečkového laseru s kontinuální vlnou a poté se zaměřuje na koloidní kvantově tečkový opticky čerpáný roztokový laser, který s vysokou pravděpodobností jako první dosáhne komerčního využití. Struktura tohoto článku je znázorněna na obrázku 1.

Stávající výzva
Ve výzkumu koloidního kvantového tečkového laseru je stále největší výzvou, jak získat koloidní médium pro zesílení kvantových teček s nízkým prahem, vysokým zesílením, dlouhou životností zesílení a vysokou stabilitou. Přestože byly popsány nové struktury a materiály, jako jsou nanovrstvy, obří kvantové tečky, gradientní gradientní kvantové tečky a perovskitové kvantové tečky, v několika laboratořích nebyla potvrzena žádná kvantová tečka pro získání kontinuálně vlnového opticky buzeného laseru, což naznačuje, že prahová hodnota zesílení a stabilita kvantových teček jsou stále nedostatečné. Navíc kvůli nedostatku jednotných standardů pro syntézu a charakterizaci výkonu kvantových teček se zprávy o zesílení kvantových teček z různých zemí a laboratoří značně liší a opakovatelnost není vysoká, což také brání vývoji koloidních kvantových teček s vysokým zesílením.

V současné době nebyl elektročerpaný laser s kvantovými tečkami realizován, což naznačuje, že v základní fyzice a klíčovém technologickém výzkumu kvantových teček stále existují výzvy.laserová zařízeníKoloidní kvantové tečky (QDS) jsou nový roztokově zpracovatelný zesilovací materiál, který lze přiřadit ke struktuře elektroinjekčního zařízení organických světelných diod (LED). Nedávné studie však ukázaly, že pouhý odkaz nestačí k realizaci elektroinjekčního koloidního kvantového tečkového laseru. Vzhledem k rozdílu v elektronické struktuře a způsobu zpracování mezi koloidními kvantovými tečkami a organickými materiály je vývoj nových metod přípravy roztokových filmů vhodných pro koloidní kvantové tečky a materiály s funkcemi transportu elektronů a děr jediným způsobem, jak realizovat elektrolasér indukovaný kvantovými tečkami. Nejvyspělejším koloidním systémem kvantových teček jsou stále koloidní kvantové tečky kadmia obsahující těžké kovy. Vzhledem k ochraně životního prostředí a biologickým rizikům je vývoj nových udržitelných materiálů pro koloidní kvantové tečkové lasery velkou výzvou.

V budoucí práci by měl výzkum opticky buzených kvantových tečkových laserů a elektricky buzených kvantových tečkových laserů jít ruku v ruce a hrát stejně důležitou roli v základním výzkumu i praktických aplikacích. V procesu praktické aplikace koloidního kvantového tečkového laseru je třeba naléhavě vyřešit mnoho běžných problémů a stále je třeba prozkoumat, jak plně využít jedinečné vlastnosti a funkce koloidního kvantového tečkového laseru.