Πρόοδος της έρευναςκολλοειδή λέιζερ κβαντικών κουκκίδων
Σύμφωνα με τις διαφορετικές μεθόδους άντλησης, τα κολλοειδή λέιζερ κβαντικών κουκκίδων μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: οπτικά αντλούμενα κολλοειδή λέιζερ κβαντικών κουκκίδων και ηλεκτρικά αντλούμενα κολλοειδή λέιζερ κβαντικών κουκκίδων. Σε πολλούς τομείς όπως το εργαστήριο και η βιομηχανία,οπτικά αντλούμενα λέιζερ, όπως τα λέιζερ οπτικών ινών και τα λέιζερ ζαφειριού με πρόσμιξη τιτανίου, παίζουν σημαντικό ρόλο. Επιπλέον, σε ορισμένα συγκεκριμένα σενάρια, όπως στον τομέα τηςοπτικό λέιζερ μικροροής, η μέθοδος λέιζερ που βασίζεται στην οπτική άντληση είναι η καλύτερη επιλογή. Ωστόσο, λαμβάνοντας υπόψη τη φορητότητα και το ευρύ φάσμα εφαρμογών, το κλειδί για την εφαρμογή των κολλοειδών λέιζερ κβαντικών κουκκίδων είναι η επίτευξη εξόδου λέιζερ υπό ηλεκτρική άντληση. Ωστόσο, μέχρι σήμερα, δεν έχουν υλοποιηθεί ηλεκτρικά αντλούμενα κολλοειδή λέιζερ κβαντικών κουκκίδων. Επομένως, με την υλοποίηση ηλεκτρικά αντλούμενων κολλοειδών λέιζερ κβαντικών κουκκίδων ως κύρια γραμμή, ο συγγραφέας αρχικά συζητά τον βασικό κρίκο της απόκτησης ηλεκτρικά εγχυόμενων κολλοειδών λέιζερ κβαντικών κουκκίδων, δηλαδή την υλοποίηση κολλοειδούς λέιζερ συνεχούς κύματος κβαντικών κουκκίδων οπτικής άντλησης, και στη συνέχεια επεκτείνεται στο κολλοειδές λέιζερ διαλύματος κβαντικών κουκκίδων οπτικής άντλησης, το οποίο είναι πολύ πιθανό να είναι το πρώτο που θα υλοποιήσει εμπορική εφαρμογή. Η δομή του σώματος αυτού του άρθρου φαίνεται στο Σχήμα 1.
Υπάρχουσα πρόκληση
Στην έρευνα για το κολλοειδές λέιζερ κβαντικών κουκκίδων, η μεγαλύτερη πρόκληση εξακολουθεί να είναι ο τρόπος απόκτησης ενός κολλοειδούς μέσου κέρδους κβαντικών κουκκίδων με χαμηλό κατώφλι, υψηλό κέρδος, μεγάλη διάρκεια ζωής κέρδους και υψηλή σταθερότητα. Παρόλο που έχουν αναφερθεί νέες δομές και υλικά όπως νανοφύλλα, γιγάντιες κβαντικές κουκκίδες, κβαντικές κουκκίδες βαθμιδωτής κλίσης και κβαντικές κουκκίδες περοβσκίτη, καμία μεμονωμένη κβαντική κουκκίδα δεν έχει επιβεβαιωθεί σε πολλά εργαστήρια για την απόκτηση οπτικά αντλούμενου λέιζερ συνεχούς κύματος, γεγονός που δείχνει ότι το κατώφλι κέρδους και η σταθερότητα των κβαντικών κουκκίδων εξακολουθούν να είναι ανεπαρκείς. Επιπλέον, λόγω της έλλειψης ενιαίων προτύπων για τη σύνθεση και τον χαρακτηρισμό της απόδοσης των κβαντικών κουκκίδων, οι αναφορές απόδοσης κέρδους των κβαντικών κουκκίδων από διαφορετικές χώρες και εργαστήρια διαφέρουν σημαντικά και η επαναληψιμότητα δεν είναι υψηλή, γεγονός που εμποδίζει επίσης την ανάπτυξη κολλοειδών κβαντικών κουκκίδων με ιδιότητες υψηλού κέρδους.
Προς το παρόν, το ηλεκτροαντλούμενο λέιζερ κβαντικών κουκκίδων δεν έχει υλοποιηθεί, γεγονός που υποδηλώνει ότι εξακολουθούν να υπάρχουν προκλήσεις στη βασική φυσική και στην έρευνα βασικών τεχνολογιών για τις κβαντικές κουκκίδες.συσκευές λέιζερΟι κολλοειδείς κβαντικές κουκκίδες (QDS) είναι ένα νέο υλικό κέρδους επεξεργάσιμο σε διάλυμα, το οποίο μπορεί να αναφερθεί στη δομή συσκευής ηλεκτροέγχυσης των οργανικών διόδων εκπομπής φωτός (LED). Ωστόσο, πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι η απλή αναφορά δεν αρκεί για την υλοποίηση του κολλοειδούς λέιζερ κβαντικών κουκκίδων ηλεκτροέγχυσης. Λαμβάνοντας υπόψη τη διαφορά στην ηλεκτρονική δομή και τον τρόπο επεξεργασίας μεταξύ των κολλοειδών κβαντικών κουκκίδων και των οργανικών υλικών, η ανάπτυξη νέων μεθόδων παρασκευής μεμβράνης διαλύματος κατάλληλων για κολλοειδείς κβαντικές κουκκίδες και υλικά με συναρτήσεις μεταφοράς ηλεκτρονίων και οπών είναι ο μόνος τρόπος για την υλοποίηση του ηλεκτρολέιζερ που προκαλείται από κβαντικές κουκκίδες. Το πιο ώριμο κολλοειδές σύστημα κβαντικών κουκκίδων εξακολουθεί να είναι οι κολλοειδείς κβαντικές κουκκίδες καδμίου που περιέχουν βαρέα μέταλλα. Λαμβάνοντας υπόψη την προστασία του περιβάλλοντος και τους βιολογικούς κινδύνους, αποτελεί σημαντική πρόκληση η ανάπτυξη νέων βιώσιμων κολλοειδών υλικών λέιζερ κβαντικών κουκκίδων.
Σε μελλοντικές εργασίες, η έρευνα των οπτικά αντλούμενων κβαντικών κουκκίδων λέιζερ και των ηλεκτρικά αντλούμενων κβαντικών κουκκίδων λέιζερ θα πρέπει να συμβαδίζει και να διαδραματίζει εξίσου σημαντικό ρόλο στη βασική έρευνα και στις πρακτικές εφαρμογές. Κατά τη διαδικασία της πρακτικής εφαρμογής του κολλοειδούς κβαντικού λέιζερ, πολλά κοινά προβλήματα πρέπει να επιλυθούν επειγόντως και ο τρόπος με τον οποίο θα αξιοποιηθούν πλήρως οι μοναδικές ιδιότητες και λειτουργίες του κολλοειδούς κβαντικού λέιζερ μένει να διερευνηθεί.
Ώρα δημοσίευσης: 20 Φεβρουαρίου 2024