近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場激光物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)提出了一種簡單的配體改性策略用來合成具有優(yōu)異性能的鈣鈦礦材料，并最終實(shí)現(xiàn)了低閾值高品質(zhì)的上轉(zhuǎn)換激光。相關(guān)工作以“Surface ligand modified cesium lead bromide/silica sphere composites for low-threshold upconversion lasing”為題發(fā)表在《光子學(xué)研究》（Photonics Research）雜志上。
全無機(jī)鹵化物鈣鈦礦量子點(diǎn)由于其優(yōu)異的光電特性，其可以作為候選材料在光電探測器、發(fā)光二極管和激光領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。然而，鈣鈦礦對大氣環(huán)境中的水分和溫度的高敏感性和不穩(wěn)定性嚴(yán)重限制了其在光電器件上的實(shí)際應(yīng)用。
在實(shí)驗(yàn)中，研究人員通過配體改性策略合成的CsPbBr3-OLA量子點(diǎn)具有較好的熱穩(wěn)定性，改性后的量子點(diǎn)薄膜可以保持33%的初始發(fā)光強(qiáng)度，而未改性的量子點(diǎn)僅保留17%的初始發(fā)光強(qiáng)度，同時，得到的初始外量子效率（PLQY） 較高的量子點(diǎn)在空氣中連續(xù)暴露100天后可以保持PLQY至39.9%，而原始的量子點(diǎn)則降低至5.5%。為了探索其改性后激光性能，把制得的CsPbBr3量子點(diǎn)包覆在在微SiO2小球表面形成復(fù)合材料。經(jīng)過800 nm飛秒激光的激發(fā)，最終實(shí)現(xiàn)了高效的上轉(zhuǎn)換隨機(jī)激光器。與未修飾的CsPbBr3量子點(diǎn)相比，修飾后的CsPbBr3量子點(diǎn)的激光閾值降低至79.81 μJ/cm2，品質(zhì)因子(Q)提高至1312。該研究為改善CsPbBr3量子點(diǎn)的性能提供了一種簡單而有效的方法，也為微納半導(dǎo)體激光器的實(shí)際應(yīng)用提供了良好的前景。
這項(xiàng)工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、上海市學(xué)術(shù)/技術(shù)帶頭人計(jì)劃、國際科技合作計(jì)劃的支持。
(a) CsPbBr3量子點(diǎn)表面的鈍化和配體修飾過程。(b) CsPbBr3-OLA/SiO2復(fù)合薄膜的功率依賴發(fā)射光譜。(c) CsPbBr3-OLA/SiO2的Q值對應(yīng)的選定激光峰值的高斯擬合。
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