英文原文鏈接[1]:DOE/Los Alamos National Laboratory. "Colloidal quantum dot laser diodes are just around the corner." ScienceDaily. ScienceDaily, 14 January 2020. <www.sciencedaily.com>
科學家已經將精心設計的膠體量子點與光學諧振腔結合構建了一種新型的發光二極管，該二極管同時可以發射激光。這個新型、雙功能的器件的誕生為易製作、全能型的激光二極管鋪平了道路。這項技術將會給光子學、光電子學、化學傳感以及醫療診斷等諸多領域帶來變革。
Fig.1
上圖來自文獻[2]。來自Los Alamos National Laboratory的量子點課題組的領導Victor Klimov說：“最近有關量子點化學以及器件工程的最新進展已經表明 溶液中組裝的激光器 很快將會變成現實”。同時，Victor Klimov補充說：“量子點顯示和量子點電視機已經得到了商業化應用，量子點激光器似乎也會馬上到來”。
相比於目前製作複雜（真空環境、需要高精度的操作以及層層堆積等諸多技術細節）的半導體激光器，膠體量子點激光器可以通過簡單、成本低廉的方式製作出來。該激光器的製作對於實驗室的和工廠基本沒有什麼環境要求，而且該激光器對於諸多如集成光學、光學電路、芯片實驗平臺以及可穿戴設備等新興領域有著積極的作用。
在過去的二十年裡，Los Alamos的量子點課題組已經基於膠體化學制備的半導體納米晶體對激光器件的基本原理和應用展開了大量的研究。這些粒子，也叫做膠體量子點，它們很容易地被從溶液中提取出來製作各種光學、電子以及光電子器件。此外，可以通過調節它們尺寸的大小去發射現在半導體激光器可以發射的不同顏色的激光。
最近出版的《Nature communications》中的一篇論文中，Los Alamos的研究人員已經成功解決了膠體量子點商業化路上的諸多技術難題。尤其是他們提出了一種可控的發光二極管，也就是一種光泵浦、低閾值的激光器。他們直接將光學諧振腔集成到LED架構中阻止電荷載流子流入到量子點發射層。更值得一說的，他們通過精心地設計多層器件結構，他們可以將發射光很好地限制在尺度約為50
量級的超薄量子點介質層。這是獲得激光的關鍵，同時，量子點的激發效率可以通過調節電流的大小來控制。這個實驗成功的最重要的因素是Los Alamos通過多年來對這些納米結構的物理、化學性質研究後所自制的、獨一無二的用於產生激光的量子點。
最近，Los Alamos的科學家正在面臨接下來的挑戰，使電流密度可以達到使其獲得粒子數反轉（產生的激光的必要條件之一）的條件。
Reference
- DOE/Los Alamos National Laboratory. "Colloidal quantum dot laser diodes are just around the corner." ScienceDaily. ScienceDaily, 14 January 2020. <www.sciencedaily.com>. ↩/<www.sciencedaily.com>
- Jeongkyun Roh, Young-Shin Park, Jaehoon Lim, Victor I. Klimov. Optically pumped colloidal-quantum-dot lasing in LED-like devices with an integrated optical cavity. Nature Communications, 2020; 11 (1) ↩
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