콜로이드 양자점 레이저 연구 진행 상황

연구 진행 상황콜로이드 양자점 레이저
펌핑 방식에 따라 콜로이드 양자점 레이저는 광학 펌핑 콜로이드 양자점 레이저와 전기 펌핑 콜로이드 양자점 레이저의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 실험실 및 산업 분야를 비롯한 많은 분야에서,광학적으로 펌핑되는 레이저광섬유 레이저 및 티타늄 도핑 사파이어 레이저와 같은 레이저가 중요한 역할을 하고 있습니다. 또한, 특정 분야와 같은 일부 특수한 상황에서도 중요한 역할을 합니다.광학 미세유량 레이저광펌핑 기반 레이저 방식이 최적의 선택이지만, 휴대성과 광범위한 응용 분야를 고려할 때 콜로이드 양자점 레이저의 응용에 있어 핵심은 전기 펌핑을 통해 레이저 출력을 얻는 것입니다. 그러나 현재까지 전기 펌핑 방식의 콜로이드 양자점 레이저는 실현되지 못했습니다. 따라서 본 논문에서는 전기 펌핑 방식의 콜로이드 양자점 레이저 구현을 주요 목표로 삼아, 먼저 전기 주입식 콜로이드 양자점 레이저, 즉 콜로이드 양자점 연속파 광펌핑 레이저 구현의 핵심 단계를 논의하고, 나아가 상용화가 가장 유력한 콜로이드 양자점 광펌핑 용액 레이저로 확장하여 살펴봅니다. 본 논문의 본체 구조는 그림 1에 나타내었습니다.

기존 과제
콜로이드 양자점 레이저 연구에서 가장 큰 과제는 여전히 낮은 문턱값, 높은 이득, 긴 이득 수명 및 높은 안정성을 갖춘 콜로이드 양자점 이득 매질을 얻는 것입니다. 나노시트, 거대 양자점, 경사형 양자점, 페로브스카이트 양자점과 같은 새로운 구조와 물질이 보고되었지만, 여러 연구실에서 연속파 광학 펌핑 레이저를 구현하는 데 성공한 단일 양자점은 아직 없습니다. 이는 양자점의 이득 문턱값과 안정성이 여전히 불충분함을 시사합니다. 또한, 양자점의 합성 및 성능 특성 분석에 대한 통일된 기준이 부족하여 여러 국가 및 연구실에서 보고된 양자점의 이득 성능 결과가 크게 다르고 재현성이 낮아 고이득 특성을 갖는 콜로이드 양자점 개발을 저해하고 있습니다.

현재까지 양자점 전기펌핑 레이저는 실현되지 않았으며, 이는 양자점의 기초 물리학 및 핵심 기술 연구에 여전히 많은 과제가 남아 있음을 보여줍니다.레이저 장치콜로이드 양자점(QD)은 새로운 용액 공정 가능한 이득 물질로, 유기 발광 다이오드(LED)의 전기 주입 소자 구조를 참고할 수 있습니다. 그러나 최근 연구에 따르면 단순한 참고만으로는 전기 주입 방식의 콜로이드 양자점 레이저를 구현하기에 충분하지 않습니다. 콜로이드 양자점과 유기 물질의 전자 구조 및 공정 방식의 차이를 고려할 때, 콜로이드 양자점과 전자 및 정공 수송 기능을 가진 물질에 적합한 새로운 용액 박막 제조 방법을 개발하는 것이 양자점 유도 전기 레이저를 구현하는 유일한 방법입니다. 현재까지 가장 성숙한 콜로이드 양자점 시스템은 중금속을 함유한 카드뮴 콜로이드 양자점입니다. 환경 보호 및 생물학적 위험성을 고려할 때, 지속 가능한 새로운 콜로이드 양자점 레이저 소재를 개발하는 것은 중요한 과제입니다.

향후 연구에서는 광학적으로 여기되는 양자점 레이저와 전기적으로 여기되는 양자점 레이저 연구가 병행되어야 하며, 기초 연구와 실제 응용 분야 모두에서 동등하게 중요한 역할을 해야 합니다. 콜로이드 양자점 레이저의 실용화 과정에서 해결해야 할 일반적인 문제들이 많으며, 콜로이드 양자점이 지닌 고유한 특성과 기능을 최대한 활용하는 방법에 대한 탐구가 여전히 필요합니다.