【阿儀網 實驗室動態】近日，中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室和重慶大學合作，通過使用銀銦硫量子點作為增益介質，獲得放大的自發輻射作用，具有良好增益性能，相關研究成果發表在《材料化學學報C》（J. Mater. Chem. C.）上。
  溶液法制備的一三五族量子點具有優異的光電特性，由于其化學易加工性，良好的穩定性，生物相容性，帶隙可調和吸收系數高等優異特性，廣泛應用在太陽能電池、光催化劑、光電探測器、熱電熒光生物分子標簽和發光二極管中。與目前流行的鈣鈦礦材料相比，一三五族量子點具有無毒且環保的優點。然而，利用這種材料作為光放大裝置的增益介質的研究仍然匱乏，限制其進一步的應用前景。
  研究團隊探索了一三五族膠體量子點的受激特性，即自發輻射放大性能。通過將兩個高反射性布拉格反射鏡作光學諧振腔，結合具有高光致發光量子產率（52％）的銀銦硫量子點作為增益介質，實現了光放大效應。此外，為了優化銀銦硫量子點的自發輻射放大的性能，研究團隊調節布拉格反射鏡的層數以找到更好的器件結構。通過比較不同器件結構的光放大的閾值和半高全寬發現，七層布拉格反射鏡是理想的器件結構。銀銦硫量子點的自發輻射放大特性展現了良好的光學性能，顯示出窄的只有3.5納米的半高全寬，低至31.58微焦每平方厘米的閾值。該研究揭示了傳統銀銦硫量子點作為光放大資源的可行性，有效設計布拉格光學微腔在光放大方面具有應用前景。
  研究工作得到中科院戰略重點研究計劃、中國國際科技合作計劃、國家自然科學基金，以及高場激光物理國家重點實驗室開放基金的支持。（a）銀銦硫量子點的透射電子顯微鏡圖像；（b）整個器件的原理圖；（c）器件的光譜隨著激發光強度的變化；（d）光致發光譜強度隨著泵浦光強度增強的變化圖。