红外胶体量子点激光材料与器件研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51872275
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Colloidal quantum dots are emerging lasing materials with wide range wavelength tenability and great potentials in miniaturization and integration, promising their applications in information communication and processing. Even colloidal quantum dot lasers emitting visible light have been significantly improved during last two decades, there still lacks progresses in infrared range, which is actually of more importance in applications. The applicants have been working on visible colloidal quantum dot lasers during recent years and contributed several accomplishments to the field, including efforts in improving the cavity quality, decreasing the bandedge degeneracy and the lasing threshold. Given visible and infrared quantum dots have very similar electronic and crystal structures, they share common challenges to be good lasing materials. The applicants therefore propose to work on addressing the following key challenges to make better infrared colloidal quantum dot lasers. We will improve the cavity quality through exchanging the low index organic surface capping ligands with high index inorganic ones. We will grow thick shell quantum dots to decrease exciting power and epitaxially grow asymmetric colloidal quantum dots to decrease the bandedge degeneracy. We will optimize compositions of core-shell structure to delocalize electrons for decreasing Auger recombination and improving optical gain lifetime.
胶体量子点是一种新型的激光材料,由于其具有波长连续可调、可小型化和可集成化的特点,在信息通讯和处理等领域有重要的应用价值。近年来虽然可见光区胶体量子点激光器的研究取得了较大的进展,但是红外波段胶体量子点激光相关研究严重滞后,限制了其在通讯等领域的应用。申请人近四年来专注于研发可见光胶体量子点激光材料和器件,在提升谐振腔质量、降低简并度及激光阈值中积累了丰富的经验。鉴于可见和红外胶体量子点有非常相似的电子和晶体结构,其中关键科学问题相通。因此拟申请该项目开发高性能红外胶体量子点材料和器件。我们拟通过表面化学手段去除胶体量子点表面的低折射率有机配体以提升谐振腔的品质;外延生长高质量厚壳核-壳红外胶体量子点降低所需激发功率;外延生长非对称核-壳结构引入不对称应力,降低价带简并度以及激光阈值;优化设计核-壳组成实现电子适度离域以降低俄歇复合速率,延长光学增益寿命。

结项摘要

针对难以在近红外量子点中难以获得激光这一难题,我们在量子点材料以及激光器制备两个方面开展研究。在量子点材料制备方面,我们通过改变激发光偏振的方式降低纳米晶量子点能级简并度以降低激光阈值;同时我们发现空气中吸附的水分子能够钝化量子点表面的一些缺陷,进而降低激光阈值。在激光器件制备方面, 我们发展了一种胶体量子点液相自组装技术,该技术能够在1分钟之内将胶体量子点组装成衬底无依赖的球型激光超颗粒,实现低阈值激光。以上研究为为制备低阈值量子点激光器提供了重要的思路。此外,基于这些技术,我们开拓了量子点激光器在气体传感以及显示领域的应用。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Bulk-like ZnSe Quantum Dots Enabling Efficient Ultranarrow Blue Light-Emitting Diodes
块状 ZnSe 量子点可实现高效超窄蓝色发光二极管
  • DOI:
    10.1021/acs.nanolett.1c02284
  • 发表时间:
    2021-08-24
  • 期刊:
    NANO LETTERS
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Gao, Min;Yang, Huawei;Du, Zuliang
  • 通讯作者:
    Du, Zuliang
Evaluating Lead Halide Perovskite Nanocrystals as a Spin Laser Gain Medium
评估卤化铅钙钛矿纳米晶体作为自旋激光增益介质
  • DOI:
    10.1021/acs.nanolett.1c03671
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Nano Letters
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Tang Beibei;Li Guihai;Ru Xuechun;Gao Yan;Li Zidu;Shen Huaibin;Yao Hong-Bin;Fan Fengjia;Du Jiangfeng
  • 通讯作者:
    Du Jiangfeng
Optical-Gain-based Sensing Using Inorganic-Ligand-Passivated Colloidal Quantum Dots
使用无机配体钝化胶体量子点进行基于光学增益的传感
  • DOI:
    10.1021/acs.nanolett.1c02547
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Nano Letters
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Chen Weiguo;Lu Xuechun;Fan Fengjia;Du Jiangfeng
  • 通讯作者:
    Du Jiangfeng
Enhanced emission directivity from asymmetrically strained colloidal quantum dots.
不对称应变胶体量子点增强发射方向性
  • DOI:
    10.1126/sciadv.abl8219
  • 发表时间:
    2022-02-25
  • 期刊:
    Science advances
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Song Y;Liu R;Wang Z;Xu H;Ma Y;Fan F;Voznyy O;Du J
  • 通讯作者:
    Du J

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其他文献

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通过调控跃迁偶极朝向增强II-VI族量子点发光二极管的光子外耦合
  • 批准号:
    52272167
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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