量子點研究中取得進展

2020-12-01 光明網

　　近日，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率雷射單元技術實驗室在UV-NIR超快雷射誘導磷硼酸鹽玻璃合成CsPbBr3量子點方面取得新進展。研究人員通過摻鋁和熱處理工藝在硼磷酸鹽玻璃中得到具有優異熱穩定和化學穩定性的CsPbBr3量子點，通過超快雷射誘導在玻璃表面和內部析出了鈣鈦礦CsPbBr3量子點，該研究擴大了鈣鈦礦量子點的應用範圍，在構造3D光學器件領域具有應用前景。相關研究成果發表在Chemical Engineering Journal上。

　　目前，包括皮秒和飛秒雷射在內的超快雷射在透明介質內部進行三維結構的微加工已是一種用途廣泛的技術。超快雷射照射引起的熱效應導致有效元素的遷移，並促使在焦點周圍區域形成半導體納米晶體或量子點，它們可以在玻璃內部任意構造三維晶體圖案，因此，在構造3D光學器件領域有著廣闊的應用前景。實驗過程中，研究人員採用波長範圍在紫外-可見-近紅外，且有著不同功率的超快雷射器在玻璃的表面和內部析出CsPbBr3量子點。實驗發現超快雷射器誘導玻璃表面和內部析晶的行為不同。由於玻璃表面存在缺陷和雜質等成核點，玻璃表面採用低峰值功率的脈衝雷射就可以直接誘導出CsPbBr3量子點，可能是玻璃表面的晶體成長原料不足和有缺陷等，而熱處理導致量子點尺寸減小。另一方面，玻璃內部缺少成核點，高峰值功率的雷射只能在玻璃內部誘導出晶核，需要經過熱處理後才能在玻璃內雷射誘導部位析出CsPbBr3量子點。這一新方法將在玻璃中構造大容量光存儲、有源光波導和3D光學器件發揮重要作用。

　　研究工作得到了國家自然科學基金的資助。

800 nm飛秒雷射和1064 nm皮秒雷射輻照後玻璃中合成出的CsPbBr3量子點在日光燈和365 nm紫外燈下的照片

[ 責編：戰釗 ]

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