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上海光機(jī)所與重慶大學(xué)合作在鈣鈦礦量子點微納激光性能提升方面取得進(jìn)展

發(fā)布時間:2019-10-15 來源:元祿光電

近日,中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場激光物理國家重點實驗室與重慶大學(xué)合作,在實現(xiàn)鈣鈦礦量子點穩(wěn)定發(fā)光的合成控制及微納激光性能提升領(lǐng)域取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果以封面文章發(fā)表于Advanced Science(2019, DOI: 10.1002/advs.201900412)。

 

鈣鈦礦量子點具有優(yōu)異的光學(xué)性能,如窄帶發(fā)光、單色性好、熒光量子產(chǎn)率高等特點,在多個領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。然而,鹵化物鈣鈦礦量子點對極性溶劑和高溫比較敏感,限制了其進(jìn)一步應(yīng)用。此外,單個鹵化物鈣鈦礦量子點存在熒光閃爍性,阻礙了其在量子點發(fā)光二極管、納米激光、固態(tài)照明等領(lǐng)域的應(yīng)用。

 

該研究中,首次將CdS納米材料對單顆粒的CsPbBr3量子點進(jìn)行包覆,有效提高了其在高濕度、高溫度下的穩(wěn)定性。通過熒光顯微鏡技術(shù)對包覆前后的量子點進(jìn)行閃爍性測試,結(jié)果表明包覆后的CsPbBr3/CdS量子點呈現(xiàn)出明顯的非閃爍性特征。研究表明由于CdS殼成功包覆之后,將CsPbBr3量子點中的載流子限制在其表面,從而有效抑制了非輻射俄歇復(fù)合,保證了載流子在量子點內(nèi)部的輻射復(fù)合發(fā)光,抑制閃爍性。

 

此外,研究小組利用顯微光學(xué)系統(tǒng)分別對CsPbBr3量子點及CsPbBr3/CdS量子點的自發(fā)放大發(fā)射及激光性能進(jìn)行研究。在自發(fā)放大發(fā)射(ASE)的測試中,包覆后的鈣鈦礦量子點展示了更優(yōu)異的性能,其ASE閾值下降了14%。為進(jìn)一步探索CsPbBr3/CdS量子點的激光性能,將CsPbBr3/CdS量子點作為增益介質(zhì),填充入微毛細(xì)管中,在雙光子泵浦源的激發(fā)下,成功檢測到穩(wěn)定的回音壁模式(WGM)激光,并且該激光呈現(xiàn)低閾值、高品質(zhì)的特點,在納米激光領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力。

 

該項研究得到中科院B類先導(dǎo)專項、國家重點研發(fā)計劃-政府間國際科技創(chuàng)新合作重點專項、中科院“百人計劃”、國家自然科學(xué)基金等的支持。

 

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