全无机CsPbX3钙钛矿量子点凭借其量子产率高、增益系数大、带隙易调谐等优势,成为极具竞争力的新型激光增益介质,但稳定性差限制了其实际应用。将量子点嵌入玻璃网络中可显著提升稳定性。然而,受玻璃网络对量子点成核/生长的限制,CsPbX3量子点玻璃存在放大自发辐射(ASE)阈值高的瓶颈问题。
鉴于此,我院陈大钦教授课题组基于ZrO2添加剂缩聚玻璃网络结构,抑制量子点在玻璃中不可控自析晶,促进高质量、致密均匀的原位析晶。团队进一步利用飞秒瞬态吸收光谱深入揭示了该策略有效减少缺陷态、抑制俄歇复合、加快热载流子弛豫,从而促进粒子数反转产生光放大。最终,在飞秒激光泵浦下实现了具有创纪录低阈值(54.5μJcm-2)和超高稳定性(激光连续照射12 h,ASE强度仍保持90%)的CsPbBr3量子点玻璃ASE,并首次获取了纳秒准连续光泵浦ASE。该工作为实现高性能钙钛矿量子点玻璃激光奠定了基础。
研究成果以《Low-Threshold and Ultrastable Amplified Spontaneous Emission from CsPbBr3@Glass via Glass Network Modulation》为题,发表于国际知名学术期刊《ACS Nano》。福建师范大学为论文第一完成单位,我院张瑞丹副教授与研究生周哲弘为论文第一作者,西安交通大学武海军教授、中科院大连化学物理研究所吴凯丰研究员和我院陈大钦教授为共同通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划课题和福建省自然科学重点基金等项目的资助。
全文链接:https://doi.org/10.1021/acsnano.5c01653