日前，新加坡南洋理工大學網站發文稱，南洋理工的科學家們已開發出一種利用電場使膠體量子點產生激光的方法。膠體量子點（CQDs）是一種半導體納米粒子，它能有效地產生生動和飽和的光色，可用於許多電子設備的顯示屏。盡管膠體量子點作為激光器材料應該很有前途，但目前它們還不實用，因為它們需要由另一種光源提供能量，即光泵浦，這對於半導體產品而言過於笨重。
在過去的幾年裏，科學家們嚐試了各種方法，包括電化學方法或化學摻雜，以使膠體量子點在激光器中更容易使用。這些方法在生產過程中需要使用苛刻的化學溶劑或無氧環境，因此僅限於實驗室規模的實驗。在《科學進展》期刊上發表的一項研究中，南洋理工大學助理教授Steve Cuong Dang和博士生Yu Junhong演示了電場如何幫助量子點發射激光，同時隻使用傳統驅動激光器所需能量的一小部分。在實驗中，南大科學家們在兩個電極之間嵌入了膠體量子點，這提供了一個電場來控製和改變膠體量子點內部的性質。
通過控製這些特性，科學家們將激光器發射所需的能量閾值降低了約10％，使膠體量子點激光器的前景更接近現實。這種閾值降低是科學家第一次使用電場來降低它，而不是使用電化學方法。能夠製造出低成本、小尺寸、顏色範圍廣泛的“電力驅動”激光器，是許多光學和光電子研究人員的聖杯。激光器是醫療、安全、消費電子等行業的支柱技術，是激光電視發展的基礎，實驗的成果使我們離開發單材料的全彩色激光器又近了一步。
膠體量子點的好處
這一成就最終將使在消費電子和物聯網（IOTs）中使用的集成芯片係統上安裝激光成為可能。膠體量子點在簡單的液相化學合成中容易且經濟地製備出來，並且在光學和電子性質可以通過改變顆粒大小來改變和控製。膠體納米材料以其低成本、可調諧的發射色和高發射效率吸引著激光器製造商。然而，目前要使它們lase需要快速、強烈和相幹的光抽運，而電抽運則是緩慢、微弱和不相幹的。研究表明應用電場膠體量子點降低了激光閾值，並可能導致可行的電注入膠體量子點激光。
激光研究的下一個重大挑戰是開發納米級激光器，並將它們集成到芯片上的光子器件和超靈敏傳感器中。這將給現代社會帶來重大影響，尤其是在數據和信息處理方麵，這將推動第四次工業革命，實現這一目標將是新加坡工業4.0轉型的重大進展。該團隊目前正進一步研究如何在芯片上製造微小的膠體量子點激光器，並與熱衷於將該技術開發成具有實際應用的概念驗證設備的行業合作夥伴合作。
這個跨學科項目是由新加坡教育部、新加坡國家研究基金會（NRF）和新加坡科學、技術和研究局（A＊STAR）資助的，參與者包括南洋理工Luminous照明與顯示研究中心的博士生Yu Junhong和研究員Sushant Shendre博士。
在過去的幾年裏，科學家們嚐試了各種方法，包括電化學方法或化學摻雜，以使膠體量子點在激光器中更容易使用。這些方法在生產過程中需要使用苛刻的化學溶劑或無氧環境，因此僅限於實驗室規模的實驗。在《科學進展》期刊上發表的一項研究中，南洋理工大學助理教授Steve Cuong Dang和博士生Yu Junhong演示了電場如何幫助量子點發射激光，同時隻使用傳統驅動激光器所需能量的一小部分。在實驗中，南大科學家們在兩個電極之間嵌入了膠體量子點，這提供了一個電場來控製和改變膠體量子點內部的性質。
通過控製這些特性，科學家們將激光器發射所需的能量閾值降低了約10％，使膠體量子點激光器的前景更接近現實。這種閾值降低是科學家第一次使用電場來降低它，而不是使用電化學方法。能夠製造出低成本、小尺寸、顏色範圍廣泛的“電力驅動”激光器，是許多光學和光電子研究人員的聖杯。激光器是醫療、安全、消費電子等行業的支柱技術，是激光電視發展的基礎，實驗的成果使我們離開發單材料的全彩色激光器又近了一步。
膠體量子點的好處
這一成就最終將使在消費電子和物聯網（IOTs）中使用的集成芯片係統上安裝激光成為可能。膠體量子點在簡單的液相化學合成中容易且經濟地製備出來，並且在光學和電子性質可以通過改變顆粒大小來改變和控製。膠體納米材料以其低成本、可調諧的發射色和高發射效率吸引著激光器製造商。然而，目前要使它們lase需要快速、強烈和相幹的光抽運，而電抽運則是緩慢、微弱和不相幹的。研究表明應用電場膠體量子點降低了激光閾值，並可能導致可行的電注入膠體量子點激光。
激光研究的下一個重大挑戰是開發納米級激光器，並將它們集成到芯片上的光子器件和超靈敏傳感器中。這將給現代社會帶來重大影響，尤其是在數據和信息處理方麵，這將推動第四次工業革命，實現這一目標將是新加坡工業4.0轉型的重大進展。該團隊目前正進一步研究如何在芯片上製造微小的膠體量子點激光器，並與熱衷於將該技術開發成具有實際應用的概念驗證設備的行業合作夥伴合作。
這個跨學科項目是由新加坡教育部、新加坡國家研究基金會（NRF）和新加坡科學、技術和研究局（A＊STAR）資助的，參與者包括南洋理工Luminous照明與顯示研究中心的博士生Yu Junhong和研究員Sushant Shendre博士。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
