Progresso da pesquisa delasers de pontos quânticos coloidais
De acordo com os diferentes métodos de bombeamento, os lasers de pontos quânticos coloidais podem ser divididos em duas categorias: lasers de pontos quânticos coloidais bombeados opticamente e lasers de pontos quânticos coloidais bombeados eletricamente. Em muitos campos, como laboratórios e indústria,lasers bombeados opticamente, como lasers de fibra e lasers de safira dopados com titânio, estão desempenhando um papel importante. Além disso, em alguns cenários específicos, como no campo delaser de microfluxo ópticoO método a laser baseado em bombeamento óptico é a melhor escolha. No entanto, considerando a portabilidade e a ampla gama de aplicações, a chave para a aplicação de lasers de pontos quânticos coloidais é alcançar a emissão de laser sob bombeamento elétrico. Contudo, até o momento, lasers de pontos quânticos coloidais bombeados eletricamente ainda não foram realizados. Portanto, tendo como objetivo principal a obtenção de lasers de pontos quânticos coloidais bombeados eletricamente, este artigo discute inicialmente o elo fundamental para a obtenção de lasers de pontos quânticos coloidais com injeção elétrica, ou seja, a realização de lasers de onda contínua bombeados opticamente por pontos quânticos coloidais, e em seguida aborda o laser de solução bombeado opticamente por pontos quânticos coloidais, que tem grande potencial para ser o primeiro a alcançar aplicação comercial. A estrutura deste artigo é apresentada na Figura 1.
Desafio existente
Na pesquisa de lasers de pontos quânticos coloidais, o maior desafio ainda é como obter um meio de ganho de pontos quânticos coloidais com baixo limiar, alto ganho, longa vida útil do ganho e alta estabilidade. Embora novas estruturas e materiais, como nanochapas, pontos quânticos gigantes, pontos quânticos com gradiente de gradiente e pontos quânticos de perovskita, tenham sido relatados, nenhum ponto quântico isolado foi confirmado em múltiplos laboratórios para a obtenção de um laser bombeado opticamente em onda contínua, o que indica que o limiar de ganho e a estabilidade dos pontos quânticos ainda são insuficientes. Além disso, devido à falta de padrões unificados para a síntese e caracterização do desempenho de pontos quânticos, os relatos de desempenho de ganho de pontos quânticos de diferentes países e laboratórios divergem muito, e a repetibilidade não é alta, o que também dificulta o desenvolvimento de pontos quânticos coloidais com altas propriedades de ganho.
Atualmente, o laser eletrobombeado por ponto quântico ainda não foi concretizado, o que indica que ainda existem desafios na pesquisa da física básica e das principais tecnologias de ponto quântico.dispositivos a laserOs pontos quânticos coloidais (QDS) são um novo material ativo processável em solução, que pode ser comparado à estrutura de dispositivos de eletroinjeção de diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs). No entanto, estudos recentes demonstraram que essa simples comparação não é suficiente para viabilizar o laser de pontos quânticos coloidais por eletroinjeção. Considerando a diferença na estrutura eletrônica e no modo de processamento entre os pontos quânticos coloidais e os materiais orgânicos, o desenvolvimento de novos métodos de preparação de filmes em solução adequados para pontos quânticos coloidais e materiais com funções de transporte de elétrons e lacunas é a única maneira de realizar o eletrolaser induzido por pontos quânticos. O sistema de pontos quânticos coloidais mais consolidado ainda é o de pontos quânticos coloidais de cádmio, que contém metais pesados. Levando em conta a proteção ambiental e os riscos biológicos, o desenvolvimento de novos materiais sustentáveis para lasers de pontos quânticos coloidais representa um grande desafio.
Em trabalhos futuros, a pesquisa de lasers de pontos quânticos bombeados opticamente e lasers de pontos quânticos bombeados eletricamente deve caminhar lado a lado e desempenhar um papel igualmente importante na pesquisa básica e nas aplicações práticas. No processo de aplicação prática de lasers de pontos quânticos coloidais, muitos problemas comuns precisam ser resolvidos com urgência, e como explorar ao máximo as propriedades e funções únicas dos pontos quânticos coloidais ainda precisa ser investigado.
Data da publicação: 20 de fevereiro de 2024