Pag-unlad ng pananaliksik sa mga colloidal quantum dot laser

Pag-unlad ng pananaliksikmga koloidal na quantum dot laser
Ayon sa iba't ibang pamamaraan ng pagbomba, ang mga colloidal quantum dot laser ay maaaring hatiin sa dalawang kategorya: optically pumped colloidal quantum dot lasers at electrically pumped colloidal quantum dot lasers. Sa maraming larangan tulad ng laboratoryo at industriya,mga laser na pinapagana ng optika, tulad ng mga fiber laser at titanium-doped sapphire laser, ay gumaganap ng mahalagang papel. Bukod pa rito, sa ilang partikular na sitwasyon, tulad ng sa larangan ngoptikal na microflow laser, ang pamamaraan ng laser batay sa optical pumping ang pinakamahusay na pagpipilian. Gayunpaman, kung isasaalang-alang ang kadalian sa pagdadala at malawak na hanay ng mga aplikasyon, ang susi sa aplikasyon ng mga colloidal quantum dot laser ay ang pagkamit ng output ng laser sa ilalim ng electric pumping. Gayunpaman, hanggang ngayon, ang mga electrically pumped colloidal quantum dot laser ay hindi pa natutupad. Samakatuwid, dahil ang pagsasakatuparan ng mga electrically pumped colloidal quantum dot laser bilang pangunahing linya, unang tinalakay ng may-akda ang pangunahing link ng pagkuha ng mga electrically injected colloidal quantum dot laser, iyon ay, ang pagsasakatuparan ng colloidal quantum dot continuous wave optically pumped laser, at pagkatapos ay umaabot sa colloidal quantum dot optically pumped solution laser, na malamang na maging unang makakamit ng komersyal na aplikasyon. Ang istruktura ng katawan ng artikulong ito ay ipinapakita sa Figure 1.

Umiiral na hamon
Sa pananaliksik ng colloidal quantum dot laser, ang pinakamalaking hamon pa rin ay kung paano makakuha ng colloidal quantum dot gain medium na may mababang threshold, mataas na gain, mahabang gain life at mataas na stability. Bagama't naiulat na ang mga nobelang istruktura at materyales tulad ng mga nanosheet, giant quantum dots, gradient gradient quantum dots, at perovskite quantum dots, walang iisang quantum dot ang nakumpirma sa maraming laboratoryo upang makakuha ng continuous wave optically pumped laser, na nagpapahiwatig na ang gain threshold at stability ng mga quantum dots ay hindi pa rin sapat. Bukod pa rito, dahil sa kakulangan ng pinag-isang pamantayan para sa synthesis at performance characterization ng mga quantum dots, ang mga ulat ng gain performance ng mga quantum dots mula sa iba't ibang bansa at laboratoryo ay lubhang magkakaiba, at ang repeatability ay hindi mataas, na humahadlang din sa pag-unlad ng mga colloidal quantum dots na may mataas na gain properties.

Sa kasalukuyan, ang quantum dot electropumped laser ay hindi pa natutupad, na nagpapahiwatig na mayroon pa ring mga hamon sa pananaliksik sa pangunahing pisika at pangunahing teknolohiya ng quantum dot.mga aparatong laserAng mga colloidal quantum dots (QDS) ay isang bagong materyal na maaaring iproseso para sa solusyon, na maaaring tukuyin sa istruktura ng electroinjection device ng mga organic light-emitting diode (LED). Gayunpaman, ipinakita ng mga kamakailang pag-aaral na ang simpleng pagtukoy ay hindi sapat upang maisakatuparan ang electroinjection colloidal quantum dot laser. Kung isasaalang-alang ang pagkakaiba sa electronic structure at processing mode sa pagitan ng mga colloidal quantum dots at mga organic na materyales, ang pagbuo ng mga bagong paraan ng paghahanda ng solution film na angkop para sa mga colloidal quantum dots at mga materyales na may mga electron at hole transport function ang tanging paraan upang maisakatuparan ang electrolaser na dulot ng mga quantum dots. Ang pinaka-mature na colloidal quantum dot system ay ang cadmium colloidal quantum dots na naglalaman ng mga heavy metal. Kung isasaalang-alang ang pangangalaga sa kapaligiran at mga biological na panganib, isang malaking hamon ang pagbuo ng mga bagong napapanatiling colloidal quantum dot laser materials.

Sa mga susunod na pag-aaral, ang pananaliksik sa mga optically pumped quantum dot laser at electrically pumped quantum dot laser ay dapat magkasabay at gumanap ng pantay na mahalagang papel sa pangunahing pananaliksik at praktikal na aplikasyon. Sa proseso ng praktikal na aplikasyon ng colloidal quantum dot laser, maraming karaniwang problema ang kailangang malutas agad, at kung paano lubos na magagamit ang mga natatanging katangian at tungkulin ng colloidal quantum dot ay kailangan pang tuklasin.