学分：自然光子在自然光子学中的新审查文章中，来自洛杉矶阿拉莫斯国家实验室的科学家评估了胶体量子点叶的研究现状rs在潜在的电泵送装置上，或激光二极管
审查分析了实现激发激励的激光的挑战，讨论了克服它们的方法，并对这一目标的近期进步进行了调查
“胶体量子点激光器在一系列应用中具有巨大的潜力，包括集成光电，可穿戴技术，芯片设备和先进的医学影像和诊断，”Chemi的高级研究员Victor Klimov表示，Los Alamos的Stry划分和自然光子的封面文章的主要作者
“”这些解决方案处理的量子点激光二极管具有独特的挑战，我们在克服的进展情况下是良好的进展
“ Heeyoung Jung and Namyoung Ahn，也是Los Alamos的化学划分，是合唱者
半导体激光器或激光二极管，是许多普通消费产品的重要组成部分以及电信，科学研究，科学研究，药物和空间探索通常，这些装置采用超薄半导体膜，或量子孔，通过真空的逐层原子沉积生长
，同时允许对材料进行精确的控制属性，这种增长方法非常苛刻需要清洁室环境
另外，它限于用作激光介质的相当少量的相互兼容材料和底层基板具体地，兼容性问题大大复杂化了具有标准硅基微电子的现有半导体激光器
“这些问题原则上可以用廉价的溶液可加工的光发射器解决，”Klimov表示
“特别是有吸引力的替代方案标准量子孔是通过台式胶体化学制备的半导体颗粒“在纳米技术和高级光谱团队中，在LOS Alamos中实现了与胶体量子点激光器的直接相关的许多关键里程碑化学划分
这支球队已经从事艺术艺术品DOT研究的二十多年，并负责量子点合成领域的众多贡献，他们的基本研究和装置应用应用
胶体量子点可以在标准湿化学实验室中的大量数量中合成使用廉价的，容易获得的前体
，它们可以与几乎任何可以解决问题的基底组合与硅微电子和兼容性的兼容性开放新的应用程序无法使用传统的激光二极管访问
还有诸如胶体纳米晶体的独特量子性质的额外优点，特别是由于其超大尺寸，它们的发射波长可以通过变化的纳米晶体尺寸容易调整
这种强大的能力可以使激光二极管能够具有超宽范围的可接近颜色进一步地，量子点原子样状态的离散结构抑制了热量低能量发光状态的缺点，从而减少激光阈值并提高激光装置的温度稳定性
“尽管这些潜在的益处，胶体量子点是困难的升降材料，”Klimov表示
“你好GH-Phonity NaN晶体已经获得，自90年代早期
，它们不会延迟，直到2000年左右，当我们在Los Alamos的团队首次展示了光放大与硒化镉纳米晶的影响
“这示范的关键是在LOS Alamos
中的两个重要发现是实现光学增益不依赖于单一的激子（如标准的光发射过程），而是在Biexcitons上更高多样性的其他态
其他鉴定的挑战是Biexciton状态的初级失活通道是非常快的非频率螺旋钻重组，从而Biexcitons产生热量而不是光
来解决这些挑战，Los Alamos研究人员使用了Dens允许它们允许它们提高刺激发射的速率，因此可以超越螺旋衰减
进一步，它们在它们有一个biexcitons之前使用非常短的（约100毫到秒）脉冲来填充量子点通过螺旋钻过程衰变的机会
这种方法产生了暂时的结果 - 实现了扩增的自发发射，胶体量子点激光的原理证明
螺旋钻重组仍代表一个实现技术可行量子点激光器的主要障碍另一个严重的挑战是开发实用装置，可以维持数百厘米平方的超高电流密度为激光所需的数百个平方
实现由于粒状量子点固体的差的电荷 - 传递性能和溶液加工电荷 - 传输层的高电阻率，这种结构具有大大复杂化，因此，由于高电流密度，器件在高电流密度下快速过热，并且由于热致击穿
为了解决热损伤问题，LOS Alamos开发了一种新的器件架构，其中电流流量仅限于300微米的小面积
这种电流聚焦方法提高电流密度并同时降低发热量，并改善与环境的热交换
额外的诀窍是将载体输送到短阵列之间的电流，主动量有机会将热量倾倒入周围的medium
这些措施允许将电流密度提高到每个平方厘米的前所未有的水平，与之前的记录相比，超过百倍的增强
这足以实现宽带光学能够维持跨越从红色的各种波长的激光与单个量子点样品跨越红色的波长
另一个挑战是融合光学谐振器，因此不会破坏电荷注入通道，并且在相同的情况下时间，尽管存在“光学损耗”电荷运输层的存在，但是最近通过LOS Alamos研究人员解决了这个问题，特别是它们应用了一种有趣的方法，其中一个有趣的方法，其中光学谐振器哇S作为电子喷射器的层被制成的定期光栅
以这种方式，它们保留了一个标准架构的发光二极管（LED），但赋予其具有激光装置的附加功能在电泵送下操作的标准LED和光学激光器的标准LED进行的显影双功能结构
最终步骤是将所有这些策略组合在能够以电激励激光的单个装置中结合
鉴于超高电流密度架构和腔腔集成成功配方的近期进步，该目标似乎在近距离触及范围内，表明胶体量子点激光二极管很快可能成为现实
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