无机钙钛矿量子点的垂直腔面发射激光器光增益效应的研究

基本信息
批准号:61805005
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:27.00
负责人:苏雪琼
学科分类:
依托单位:北京工业大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王丽,李树锋,潘雍,高东文,韩晓伟
关键词:
垂直腔面发射激光器半导体量子点无机钙钛矿量子点光增益效应
结项摘要

Inorganic perovskite quantum dots have attracted worldwide attention due to its high quantum yield, large photon absorption cross section and regulatory fluorescence wavelength, and have great potential for becoming laser gain media. In order to obtain a novel low-threshold high-intensity quantum dot laser, it is achieved exciton light gain effect which a novel inorganic perovskite quantum dot is used as a laser gain medium, combined with an ultra-short pulse laser technology and a transient absorption spectroscopy system as the research means, by controlling the chemical distribution ratio of quantum dots, micronano structure size and proportion concentration. To illustrate the competition physical mechanism of multi-exciton light gain effect and Auger complex effect, a vertical cavity surface emitting laser device with inorganic perovskite quantum dots was prepared. A wavelength-adjustable, low-threshold, high-brightness laser is available to provide new material support for new micro-nano semiconductor lasers, providing physics guidance and experimental exploration for the development of new optoelectronic materials and devices.

无机钙钛矿量子点以其高量子产率、大光子吸收截面和配比调控荧光波长引起世界瞩目,同时具有成为激光增益介质的巨大潜力。为得到新型低阈值高强度量子点激光器,以新型无机钙钛矿量子点为激光器增益介质,结合超短脉冲激光技术和瞬态吸收光谱测试系统为研究手段,通过控制量子点化学成分配比、微纳结构尺寸和配比浓度实现激子光增益效应,阐明多激子光增益效应和俄歇复合效应竞争的物理机理,制备基于无机钙钛矿量子点为工作物质的垂直腔面发射激光器件,获得波长可调控、低阈值高亮度激光光源,为新型微纳半导体激光提供新材料支持,为光电子新型材料和器件研制开发提供物理学指导和实验探索。

项目摘要

全无机钙钛矿量子点(CsPbX3 QDs)是一种极具应用潜力的激光增益介质材料,近年来在激光应用方面取得了很大进展。在项目资助下,合成了CsPbX3 QDs胶体溶液,探索材料化学计量比、微结构形貌、表面配体和配比浓度的光增益效应影响的基本规律,通过时间相干单光子技术和泵浦-探测技术的测试,阐明了激子的电子动力学物理机理模型,将优化后量子点作为增益介质,设计VCSEL器件结构、管状或球状回音壁式器件结构、微纳阵列式器件结构微型光学泵浦谐振腔,实现以量子点作为工作物质,以结构化薄膜作为谐振器,在超短脉冲激光光泵浦下,波长可调的低阈值高强度可见光-近红外区域稳定激光输出。并基于课题组之前在硫系微纳薄膜、硫系纳米粒子和超短脉冲激光器件的研究基础,扩展量子点种类,将硫系核壳量子点的光增益效应及其机理也进行研究,同时类比应用在相同的微纳结构激光器中,也得到了预期效果,并应用在生物癌细胞烧蚀、光纤传感等。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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