近日，中國科學院上海光學精密機械研究所激光與紅外材料實驗室微結(jié)構(gòu)與光物理研究團隊與多倫多大學教授Sargent團隊合作，在鈣鈦礦超晶格激光領域取得重要進展，相關成果發(fā)表在Advanced Science上。
鈣鈦礦量子點具備較低的電子態(tài)簡并度、接近100%的量子產(chǎn)率以及窄發(fā)射光譜的特點，成為潛在的新型激光器材料。然而，由于存在俄歇效應，從飛秒激光泵浦到納秒激光泵浦往往導致激光的閾值升高兩個數(shù)量級。研究運用配體交換策略，鈍化量子點表面，誘導量子點自組裝形成規(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明顯降低，且熱效應受到抑制，實現(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，誘導量子點形成有序的三維立方結(jié)構(gòu)，減少體系俄歇效應，從而實現(xiàn)低閾值納秒激光。
研究工作得到國家自然科學基金、上海市啟明星計劃、加拿大自然科學和工程研究委員會、加拿大班廷博士后獎學金項目的支持。
圖1.配體對量子點自組裝的影響
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
圖4.基于超晶格的納秒激光
