近日，鄭州大學(xué)盧思宇教授團(tuán)隊(duì)首次報(bào)道了基于碳點(diǎn)發(fā)光材料的單縱模固態(tài)激光器件,為改善現(xiàn)有可溶液加工激光材料及器件普遍面臨的毒性和工作穩(wěn)定性難題提供了新的思路，有望有力推動多色碳點(diǎn)材料在激光領(lǐng)域中的應(yīng)用發(fā)展，相關(guān)成果以“Solid-state Red Laser with a Single Longitudinal Mode from Carbon Dots”為題發(fā)表于國際知名期刊Angew. Chem. Int. Ed.，鄭州大學(xué)為唯一單位，化學(xué)學(xué)院張永強(qiáng)博士為第一作者，盧思宇教授和物理學(xué)院胡永生副研究員為共同通訊作者。
碳點(diǎn)是一種綠色環(huán)保的碳基發(fā)光材料，具有成本低、易合成、生物相容性好、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，受到廣泛關(guān)注，然而，當(dāng)前碳點(diǎn)激光器普遍面臨激射閾值高、模式眾多且不穩(wěn)定的問題，極大的制約了相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。
鑒于此，盧思宇等人通過石墨氮摻雜與表面修飾，合成了熒光量子產(chǎn)率達(dá)到65.5%的紅光碳點(diǎn)（R-CDs）,由此實(shí)現(xiàn)了具有低ASE閾值（8μJ cm2）、長增益壽命（>700 ps）、窄線寬（0.14 nm）、高縱模信噪比（14.8 dB）、高品質(zhì)因子（Q~4600）和良好工作穩(wěn)定性（衰減<2%@8小時(shí)）的固態(tài)碳點(diǎn)激光。該研究結(jié)果解決了高效固態(tài)紅光碳點(diǎn)材料的設(shè)計(jì)和制備難題，成功構(gòu)筑了高品質(zhì)平面微腔激光諧振腔，有望為高性能碳點(diǎn)激光器的實(shí)現(xiàn)提供新的研究思路，推動柔性光電子技術(shù)向低成本化、實(shí)用化和便攜化方向發(fā)展。
該研究得到國家自然科學(xué)基金、中國博士后科學(xué)基金和河南省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。同時(shí)得到了中科院長春光機(jī)所劉星元課題組的大力支持。
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