Avances de la investigación deláseres de puntos cuánticos coloidales
Según los diferentes métodos de bombeo, los láseres de puntos cuánticos coloidales se pueden dividir en dos categorías: láseres de puntos cuánticos coloidales de bombeo óptico y láseres de puntos cuánticos coloidales de bombeo eléctrico. En muchos campos, como el laboratorio y la industria,láseres bombeados ópticamente, como los láseres de fibra y los láseres de zafiro dopado con titanio, desempeñan un papel importante. Además, en algunos escenarios específicos, como en el campo de...láser de microflujo ópticoEl método láser basado en bombeo óptico es la mejor opción. Sin embargo, considerando su portabilidad y amplia gama de aplicaciones, la clave para la aplicación de los láseres de puntos cuánticos coloidales reside en lograr una salida láser con bombeo eléctrico. Sin embargo, hasta la fecha, no se han desarrollado láseres de puntos cuánticos coloidales con bombeo eléctrico. Por lo tanto, con la implementación de láseres de puntos cuánticos coloidales con bombeo eléctrico como línea principal, el autor primero analiza el eslabón clave para obtener láseres de puntos cuánticos coloidales inyectados eléctricamente, es decir, la implementación de láseres de puntos cuánticos coloidales de onda continua con bombeo óptico, y luego se extiende al láser de solución con bombeo óptico de puntos cuánticos coloidales, que es muy probable que sea el primero en lograr una aplicación comercial. La estructura de este artículo se muestra en la Figura 1.
Desafío existente
En la investigación de láseres de puntos cuánticos coloidales, el mayor desafío sigue siendo cómo obtener un medio de ganancia de punto cuántico coloidal con bajo umbral, alta ganancia, larga vida útil de ganancia y alta estabilidad. Si bien se han reportado estructuras y materiales novedosos como nanoláminas, puntos cuánticos gigantes, puntos cuánticos de gradiente y puntos cuánticos de perovskita, ningún punto cuántico se ha confirmado en múltiples laboratorios para obtener láseres de bombeo óptico de onda continua, lo que indica que el umbral de ganancia y la estabilidad de los puntos cuánticos aún son insuficientes. Además, debido a la falta de estándares unificados para la síntesis y caracterización del rendimiento de los puntos cuánticos, los informes de rendimiento de ganancia de los puntos cuánticos de diferentes países y laboratorios difieren enormemente, y la repetibilidad no es alta, lo que también dificulta el desarrollo de puntos cuánticos coloidales con propiedades de alta ganancia.
En la actualidad, el láser electrobombeado de puntos cuánticos no se ha implementado, lo que indica que aún existen desafíos en la física básica y la investigación de tecnología clave de puntos cuánticos.dispositivos láserLos puntos cuánticos coloidales (QDS) son un nuevo material de ganancia procesable en solución, que puede referirse a la estructura del dispositivo de electroinyección de diodos orgánicos emisores de luz (LED). Sin embargo, estudios recientes han demostrado que la simple referencia no es suficiente para lograr el láser de punto cuántico coloidal de electroinyección. Considerando la diferencia en la estructura electrónica y el modo de procesamiento entre los puntos cuánticos coloidales y los materiales orgánicos, el desarrollo de nuevos métodos de preparación de película de solución adecuados para puntos cuánticos coloidales y materiales con funciones de transporte de electrones y huecos es la única manera de lograr el electroláser inducido por puntos cuánticos. El sistema de puntos cuánticos coloidales más maduro sigue siendo los puntos cuánticos coloidales de cadmio que contienen metales pesados. Considerando la protección ambiental y los riesgos biológicos, es un gran desafío desarrollar nuevos materiales de láser de punto cuántico coloidal sostenibles.
En trabajos futuros, la investigación de láseres de puntos cuánticos de bombeo óptico y eléctrico debe ir de la mano y desempeñar un papel igualmente importante en la investigación básica y las aplicaciones prácticas. En el proceso de aplicación práctica del láser de puntos cuánticos coloidales, es urgente resolver numerosos problemas comunes, y aún queda por explorar cómo aprovechar al máximo las propiedades y funciones únicas del láser de puntos cuánticos coloidales.
Hora de publicación: 20 de febrero de 2024