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LOS Alamos使用量子点成功放大光线

时间:2021-10-22 14:55:11 来源:

显示改进量子点的透射电子显微镜图像及其表示(左)的拼贴,该装置的示意图,示出了“电流聚焦”思想(中间)和操作(右)的设备。

在一项新的研究中,LOS Alamos研究人员已经表明,它们可以使用称为量子点的化学合成的半导体纳米晶体的电激发膜来成功扩增光。量子点薄膜被整合到类似于现在 - 无处不在的发光二极管(LED)的装置中,但是,在这种情况下,旨在维持实现光学增益状态所需的高电流密度。一种在激光指示器,条形码读取器等中每天看到激光二极管,并且这种装置的关键元件是光学增益介质,而不是吸收入射光,放大它。

“光学增益具有电刺激矩阵现在是现实的,”洛斯阿拉姆斯的量级点团队负责人的victor klimov说。“我们一直在努力开发新的激光媒体,使用化学合成的量子点,尽管已被广泛认为具有电刺激的量子点激起是不可能的,”他说。“通过使用我们专门设计的点,我们可以避免螺旋钻重组产生的能量损失。”

新激光器,更有效地制作

这些结果表明了新一代高度灵活的电气泵浦激光器的可行性,可以通过可以补充或甚至最终移位使用更复杂和昂贵的基于真空的基于真空的外延技术制造的现有激光二极管的溶液中的可行性。这些潜在设备可以从RGB激光模块到用于显示和投影仪的各种应用,以用于生物和化学诊断的多波长微激光。

设计师点没有热量损失

在今天发表的新报告中,LOS Alamos团队演示了使用他们的“设计者”量子点,它们可以通过直流电泵实现纳米晶体固体中的光放大。新型量子点的关键特性,强调进行研究的成功,是一种精心设计的颗粒内部,其中材料的组合物连续沿径向方向变化。这种方法消除了通常触发螺旋螺旋重组的原子组合物中的尖锐步骤。结果,工程化量子点特征几乎完全抑制螺旋钻效应的热量损失,这允许将电流释放的能量重定向到发光通道中而不是浪费的热量。

LOS Alamos纳米技术团队最初发现了2000年半导体纳米晶体中的激光效应。在这些原则上报告的原则上报告的杂志中,用非常短的(飞秒)激光脉冲刺激量子点,用于超越由螺旋钻过程引起的光学增益衰减。短光学增益寿命在电泵的情况下产生特别严重的问题,这是一个固有的慢过程,因为电子和孔一对一地注入量子点。

保持专注

这项工作的另一个重要元素是特殊的“电流聚焦”设备架构,其允许实现光学增益所需的高电流密度。LOS Alamos研究人员使用的方法是逐渐缩小电荷喷射电极,限制电流导电面积的尺寸小于100微米。使用这种策略,它们能够产生足以达到光放大的制度的电流集中,而不会损坏点或注射层。

出版物:Jaehoon Lim,等人,“用直流电泵实现的胶体量子点的光学增益”,自然材料,2017; DOI:10.1038 / NMAT5011


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