近日，我所化学能源学商讨室光电材料能源学商讨组（1121组）吴凯丰商讨员与杨阳副商讨员团队在胶体量子点激光商讨中取得新发扬。该团队制备了具有优异光学性能的低毒性蓝光胶体量子点白虎 美穴，并以其溶液为光增益介质，完了了高度踏实的液体激光输出。该商讨关于激动胶体量子点在激光领域的实质应器具有伏击意念念。

胶体量子点具有光谱可调谐、发光纯度高、老本便宜等优点，在激光领域备受随和。然则，胶体量子点的专有物感性质使其算作光增益介质濒临挑战。时时情况下，胶体量子点具有多重带边简并度，需要产生多个激子来完了粒子数回转，插足到光增益景色。然则，量子限域效应使得多激子互相作用显赫增强，多激子态时时会以非放射俄歇复合的神气快速阑珊，这也大大贬抑了光增益寿命（时时在皮秒量级）。一般而言，胶体量子点只不错密堆积薄膜的样式算作固态光增益介质，这是因为密堆积能得回较大的增益统统，从而在光增益阑珊之前就建造起灵验的光学放大。

吴凯丰团队长久戮力于胶体量子点的超快光物理以及光增益机制商讨白虎 美穴，不雅测到量子点中电声耦合相易的亚单激子光增益效应（J. Am. Chem. Soc.，2023），初步完了了俄歇抑遏型量子点在溶液中的放大自愿放射（Adv. Mater.，2023）。在测度领域累积了丰富的表面基础和现实教养。

本职责中，商讨团队制备了高品性的蓝光ZnSe/ZnS核壳量子点。该量子点尺寸紧凑（直径约7.8纳米），具有自愿酿成的渐变型壳层组分（ZnSe1-xSx），其“光滑”的限域势阱有助于抑遏非放射俄歇复合，从而延伸双激子寿命和增益寿命。团队使用飞秒瞬态给与光谱商讨了该量子点的多激子复合能源学和光增益行径，发现其具有接近1纳秒的双激子光增益寿命。该寿命比通常体积的ZnSe核量子点进步近一个数目级，接近此前报说念的20纳米直径的复杂核壳量子点的光增益寿命。

尺寸紧凑、增益寿命长的优点使得该量子点有望在溶液中充任“染料”的扮装，完了液体激光输出。团队进一步使用飞秒激光和纳秒激光泵浦量子点溶液，均完了了低阈值的蓝光放大自愿放射，并具有较高的增益统统（约53每厘米）。在纳秒准贯穿光泵浦下，该量子点溶液在经典的Littrow激光腔中到手完了了激光输出。输出的激光具有阈值低、地点性好（M2约4.7）、线宽窄（0.2纳米）、可贯穿调换、相干性好（相干时分约1皮秒）、偏振度高档特质。尤其值得指出，该量子点液体激光不错在不搅动不轮回的条目下完了万古分的踏实输出，比通常波段的蓝光染料分子踏实性跨越两个数目级以上。

该职责充分展示了胶体量子点在液体激光中的实质旁边后劲，也为量子点在光流体学、生物成像和会诊等领域的旁边提供了新机遇。

上述职责以“Blue lasers using low-toxicity colloidal quantum dots”为题，于近日发表在《当然-纳米期间》（Nature Nanotechnology）上。该职责在激光腔瞎想和表征方面得回了化学能源学商讨中心肖春雷商讨员和化学激光商讨室周冬建副商讨员等东说念主的解救，商讨得到了中国科学院B类先导专项“基于极紫外光源的化学响应过渡态精确探伤”、中国科学院踏实解救基础商讨领域后生团队谋划、新基石科学基金会科学探索奖、我所立异基金等项规划资助。（文/图 蔺煦阳、杨阳）