Uuringute edeneminekolloidsed kvantpunktlaserid
Erinevate pumpamismeetodite kohaselt saab kolloidsed kvantpunktlaserid jagada kahte kategooriasse: optiliselt pumbatavad kolloidsed kvantpunktlaserid ja elektriliselt pumbatavad kolloidsed kvantpunktlaserid. Paljudes valdkondades, näiteks laboris ja tööstuses,optiliselt pumbatavad laserid, näiteks kiudlaserid ja titaaniga legeeritud safiirlaserid, mängivad olulist rolli. Lisaks mõnes konkreetses olukorras, näiteksoptiline mikrovoolulaser, on optilisel pumpamisel põhinev lasermeetod parim valik. Arvestades aga kaasaskantavust ja laia rakendusala, on kolloidsete kvantpunktlaserite rakendamise võti laseri väljundi saavutamine elektrilise pumpamise abil. Siiski pole elektriliselt pumbatavaid kolloidseid kvantpunktlasereid seni realiseeritud. Seetõttu, elektriliselt pumbatavate kolloidsete kvantpunktlaserite kui põhisuuna realiseerimisega, käsitleb autor kõigepealt elektriliselt süstitavate kolloidsete kvantpunktlaserite saamise võtmelüli, st kolloidsete kvantpunktlaserite pidevlaine optiliselt pumbatavat laserit, ning seejärel laieneb see kolloidsete kvantpunktlaserite optiliselt pumbatavale lahuslaserile, mis on suure tõenäosusega esimene, mis kommertsrakenduse saab. Selle artikli põhistruktuur on näidatud joonisel 1.
Olemasolev väljakutse
Kolloidse kvantpunktlaseri uurimisel on endiselt suurimaks väljakutseks see, kuidas saada kolloidset kvantpunkte võimendav keskkond, millel on madal lävi, kõrge võimendus, pikk võimendusiga ja kõrge stabiilsus. Kuigi on teatatud uudsetest struktuuridest ja materjalidest, nagu nanoslehed, hiiglaslikud kvantpunktid, gradient-gradient-kvantpunktid ja perovskiit-kvantpunktid, pole mitmes laboris kinnitatud ühtegi kvantpunkti, mis annaks pideva laine optiliselt pumbatava laseri, mis näitab, et kvantpunktide võimenduslävi ja stabiilsus on endiselt ebapiisavad. Lisaks on kvantpunktide sünteesi ja jõudluse iseloomustamise ühtsete standardite puudumise tõttu eri riikide ja laborite kvantpunktide võimendusnäitajate aruanded väga erinevad ning korduvus ei ole kõrge, mis takistab ka suure võimendusega kolloidsete kvantpunktide väljatöötamist.
Praegu pole kvantpunktide elektropumbaga laserit veel teostatud, mis näitab, et kvantpunktide põhifüüsika ja võtmetehnoloogia uuringutes on endiselt väljakutseid.laserseadmedKolloidsed kvantpunktid (QDS) on uued lahuses töödeldavad võimendusmaterjalid, mida saab seostada orgaaniliste valgusdioodide (LED-ide) elektroinjektsiooniseadme struktuuriga. Hiljutised uuringud on aga näidanud, et lihtsast viitest ei piisa elektroinjektsiooniga kolloidse kvantpunktlaseri realiseerimiseks. Arvestades kolloidsete kvantpunktide ja orgaaniliste materjalide elektroonilise struktuuri ja töötlemisviisi erinevust, on uute kolloidsete kvantpunktide ja elektronide ja aukude transpordifunktsioonidega materjalide jaoks sobivate lahuskilede valmistusmeetodite väljatöötamine ainus viis kvantpunktidega indutseeritud elektrolaseri realiseerimiseks. Kõige küpsem kolloidsete kvantpunktide süsteem on endiselt raskmetalle sisaldavad kaadmiumi kolloidsed kvantpunktid. Keskkonnakaitset ja bioloogilisi ohte arvestades on uute säästvate kolloidsete kvantpunktlaseri materjalide väljatöötamine suur väljakutse.
Edasises töös peaksid optiliselt pumbatavate kvantpunktlaserite ja elektriliselt pumbatavate kvantpunktlaserite uuringud käima käsikäes ning mängima võrdselt olulist rolli nii baasuuringutes kui ka praktilistes rakendustes. Kolloidse kvantpunktlaseri praktilise rakendamise protsessis tuleb kiiresti lahendada palju levinud probleeme ning uurida, kuidas kolloidse kvantpunkti ainulaadseid omadusi ja funktsioone täielikult ära kasutada.
Postituse aeg: 20. veebruar 2024