近日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所激光與紅外材料實(shí)驗(yàn)室微結(jié)構(gòu)與光物理研究團(tuán)隊(duì)與多倫多大學(xué)教授Sargent團(tuán)隊(duì)合作，在鈣鈦礦超晶格激光領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在Advanced Science上。
鈣鈦礦量子點(diǎn)具備較低的電子態(tài)簡并度、接近100%的量子產(chǎn)率以及窄發(fā)射光譜的特點(diǎn)，成為潛在的新型激光器材料。然而，由于存在俄歇效應(yīng)，從飛秒激光泵浦到納秒激光泵浦往往導(dǎo)致激光的閾值升高兩個數(shù)量級。研究運(yùn)用配體交換策略，鈍化量子點(diǎn)表面，誘導(dǎo)量子點(diǎn)自組裝形成規(guī)則結(jié)構(gòu)的三維超晶格微腔。新型超晶格微腔的俄歇效應(yīng)明顯降低，且熱效應(yīng)受到抑制，實(shí)現(xiàn)了納秒激光泵浦下的低閾值。
該研究創(chuàng)新性的提出了一種鈉原子鈍化的自組裝策略，誘導(dǎo)量子點(diǎn)形成有序的三維立方結(jié)構(gòu)，減少體系俄歇效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)低閾值納秒激光。
研究工作得到國家自然科學(xué)基金、上海市啟明星計(jì)劃、加拿大自然科學(xué)和工程研究委員會、加拿大班廷博士后獎學(xué)金項(xiàng)目的支持。
圖1.配體對量子點(diǎn)自組裝的影響
圖2.鈣鈦礦超晶格的結(jié)構(gòu)表征
圖3.超晶格降低俄歇效應(yīng)
圖4.基于超晶格的納秒激光
