Progressi della ricerca sui laser a punti quantici colloidali

Progressi della ricercalaser a punti quantici colloidali
In base ai diversi metodi di pompaggio, i laser a punti quantici colloidali possono essere suddivisi in due categorie: laser a punti quantici colloidali pompati otticamente e laser a punti quantici colloidali pompati elettricamente. In molti campi come il laboratorio e l'industria,laser a pompaggio ottico, come i laser a fibra e i laser a zaffiro drogato con titanio, svolgono un ruolo importante. Inoltre, in alcuni scenari specifici, come nel campo dilaser a microflusso otticoIl metodo laser basato sul pompaggio ottico è la scelta migliore. Tuttavia, considerando la portabilità e l'ampia gamma di applicazioni, la chiave per l'applicazione dei laser a punti quantici colloidali è ottenere un'emissione laser mediante pompaggio elettrico. Tuttavia, fino ad ora, i laser a punti quantici colloidali pompati elettricamente non sono stati realizzati. Pertanto, con la realizzazione di laser a punti quantici colloidali pompati elettricamente come obiettivo principale, l'autore discute innanzitutto il collegamento chiave per ottenere laser a punti quantici colloidali a iniezione elettrica, ovvero la realizzazione di un laser a onda continua a pompaggio ottico a punti quantici colloidali, per poi estendere l'analisi al laser a soluzione a pompaggio ottico a punti quantici colloidali, che ha un'alta probabilità di essere il primo a realizzare un'applicazione commerciale. La struttura del corpo di questo articolo è mostrata in Figura 1.

Sfida esistente
Nella ricerca sui laser a punti quantici colloidali, la sfida più grande rimane quella di ottenere un mezzo di guadagno a punti quantici colloidali con bassa soglia, alto guadagno, lunga durata del guadagno e alta stabilità. Sebbene siano state riportate nuove strutture e materiali come nanosheet, punti quantici giganti, punti quantici a gradiente e punti quantici di perovskite, nessun singolo punto quantico è stato confermato in più laboratori per ottenere un laser a pompaggio ottico a onda continua, il che indica che la soglia di guadagno e la stabilità dei punti quantici sono ancora insufficienti. Inoltre, a causa della mancanza di standard unificati per la sintesi e la caratterizzazione delle prestazioni dei punti quantici, i report sulle prestazioni di guadagno dei punti quantici provenienti da diversi paesi e laboratori differiscono notevolmente e la ripetibilità non è elevata, il che ostacola ulteriormente lo sviluppo di punti quantici colloidali con elevate proprietà di guadagno.

Attualmente, il laser a pompaggio elettromagnetico a punti quantici non è stato ancora realizzato, il che indica che ci sono ancora sfide nella fisica di base e nella ricerca tecnologica chiave dei punti quantici.dispositivi laserI punti quantici colloidali (QDS) sono un nuovo materiale di guadagno processabile in soluzione, che può essere paragonato alla struttura del dispositivo a iniezione di elettroni dei diodi organici a emissione di luce (LED). Tuttavia, studi recenti hanno dimostrato che un semplice riferimento non è sufficiente per realizzare un laser a punti quantici colloidali a iniezione di elettroni. Considerando la differenza nella struttura elettronica e nella modalità di lavorazione tra i punti quantici colloidali e i materiali organici, lo sviluppo di nuovi metodi di preparazione di film in soluzione adatti ai punti quantici colloidali e ai materiali con funzioni di trasporto di elettroni e lacune è l'unica via per realizzare un elettrolaser indotto da punti quantici. Il sistema di punti quantici colloidali più maturo è ancora quello dei punti quantici colloidali di cadmio contenenti metalli pesanti. Considerando la protezione ambientale e i rischi biologici, lo sviluppo di nuovi materiali laser a punti quantici colloidali sostenibili rappresenta una sfida importante.

In futuro, la ricerca sui laser a punti quantici pompati otticamente e su quelli pompati elettricamente dovrebbe procedere di pari passo e rivestire un ruolo ugualmente importante sia nella ricerca di base che nelle applicazioni pratiche. Nel processo di applicazione pratica dei laser a punti quantici colloidali, è necessario risolvere urgentemente molti problemi comuni, e resta da esplorare come sfruttare appieno le proprietà e le funzioni uniche dei punti quantici colloidali.