【儀表網 研發快訊】近期，中國科學院上海光學精密機械研究所紅外光學材料研究中心董紅星研究員和張龍研究員團隊在溴氯摻雜量子點自組裝超晶格結構中實現穩定藍光腔增強超熒光，并解析了量子點超晶格結構通過降低電聲耦合進而抑制光致相偏析的機制。相關研究成果以“Stable and ultrafast blue cavity-enhanced superflourescence in mixed halide perovskites”為題發表于Advanced Science。
高質量藍光光源受限于低的量子效率，相比于紅、綠光源仍處于落后的階段。而鈣鈦礦量子點體系中的腔增強超熒光是由量子耦合效應和腔光場放大的雙重調制產生的超快相干光爆發，可為實現高質量藍光相干光源提供新思路，解決傳統藍光光源效率低下的局限性。鹵素摻雜是在鈣鈦礦量子點體系中實現藍光發射最直接的策略。然而，由于光致鹵化物相偏析引起的光譜不穩定以及量子點與光腔之間的低耦合效率，使得在這種摻雜鹵化物的量子點系統中實現穩定的藍光腔增強超熒光具有挑戰性。
針對上述問題，研究人員通過可控自組裝制備得到形貌規則、長程有序、密集排列的CsPbBr2Cl量子點超晶格微腔。在量子點超晶格中，激子離域效應可以有效地減少激子聲子耦合，從而緩解光致鹵化物相偏析。同時，量子點自組裝超晶格微腔具有高的堆積密度、光滑表面和規則幾何結構，既可以作為增益介質，也可以作為高光反饋的回音壁腔，可提高量子點與光腔之間的耦合效率。因此，這兩個核心問題將在量子點自組裝超晶格結構中得到解決。基于這樣的鹵素摻雜量子點超晶格，研究人員最終實現了具有優異光學性能的穩定藍光腔增強超熒光。
該工作得到國家自然科學基金，上海市青年拔尖人才計劃等項目的支持。
圖1(a)量子點超晶格通過減弱激子-聲子耦合來緩解光致相偏析的示意圖；(b)CsPbBr2Cl量子點自組裝超晶格微腔在激光泵浦在產生腔增強超熒光(CESF)的示意圖；(c)77K下超晶格中隨功率變化的藍光腔增強超熒光發射圖，左上角為1.8Pth激發功率下的藍光腔增強超熒光的條紋相機圖像。
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