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超强激光科学卓越创新简报

(第二百八十九期)

2022年7月5日

上海光机所在制备表面配体修饰的钙钛矿用于低阈值上转换激光方面取得新进展

  近期,中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室研究团队提出了一种简单的配体改性策略用来合成具有优异性能的钙钛矿材料,并最终实现了低阈值高品质的上转换激光。相关工作以“Surface ligand modified cesium lead bromide/silica sphere composites for low-threshold upconversion lasing”为题发表在《光子学研究》(Photonics Research)杂志上。

  全无机卤化物钙钛矿量子点由于其优异的光电特性,其可以作为候选材料在光电探测器、发光二极管和激光领域有着广泛应用。然而,钙钛矿对大气环境中的水分和温度的高敏感性和不稳定性严重限制了其在光电器件上的实际应用。

  在实验中,研究人员通过配体改性策略合成的CsPbBr3-OLA量子点具有较好的热稳定性,改性后的量子点薄膜可以保持33%的初始发光强度,而未改性的量子点仅保留17%的初始发光强度,同时,得到的初始外量子效率(PLQY) 较高的量子点在空气中连续暴露100天后可以保持PLQY至39.9%,而原始的量子点则降低至5.5%。为了探索其改性后激光性能,把制得的CsPbBr3量子点包覆在在微SiO2小球表面形成复合材料。经过800 nm飞秒激光的激发,最终实现了高效的上转换随机激光器。与未修饰的CsPbBr3量子点相比,修饰后的CsPbBr3量子点的激光阈值降低至79.81 μJ/cm2,品质因子(Q)提高至1312。该研究为改善CsPbBr3量子点的性能提供了一种简单而有效的方法,也为微纳半导体激光器的实际应用提供了良好的前景。

  这项工作得到了国家重点研发计划、上海市学术/技术带头人计划、国际科技合作计划的支持。

  原文链接

(a) CsPbBr3量子点表面的钝化和配体修饰过程。(b) CsPbBr3-OLA/SiO2复合薄膜的功率依赖发射光谱。(c) CsPbBr3-OLA/SiO2的Q值对应的选定激光峰值的高斯拟合。

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