多伦多大学开发出基于钙钛矿的VCSEL，可产生蓝色激光
2020-08-29 20:06:29   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

多伦多大学（University of Toronto）研究团队开发的光泵浦器件成为研究新一代LED和激光器的众多方向之一。

钙钛矿激光器可产生蓝色激光

据麦姆斯咨询报道，加拿大多伦多大学的研究人员制造出一种基于钙钛矿的垂直腔面发射激光器（VCSEL），其工作波长为425 nm。

SPIE Optics + Photonics数字论坛于2020年8月24日-28日在线上举办，多伦多大学教授Ted Sargent在此次论坛的大会特邀报告中描述了这种光学泵浦结构，这是展现钙钛矿材料发光潜力进展的众多研究之一，而迄今为止钙钛矿材料主要因其光伏应用而广为人知。此次线上报告网址为：https://doi.org/10.1117/12.2561717。

Joao Pina是Sargent研究团队中的研究生，他未发表的研究工作涉及将铯铅钙钛矿结构从溴化物转化为氯化物，当将它夹在反射镜之间并采用337 nm的泵浦光源时，激光波长会转换到蓝色光谱。

色纯度

Sargent在线上报告中概述了LED和激光器中钙钛矿材料的研究发展状况。

Sargent解释道，量子点（QD）器件结合这种新材料，最终可能在显示器领域得到广泛应用；在显示器领域，量子点结构与钙钛矿的高色纯度配合，可以产生更宽的色域及屏幕亮度。

由于量子点激光器的光谱工作范围处于可见光光谱的末端，满足商业需求的难度更大，因此蓝色光源的价值可能更高。

Sargent研究团队的成员先前已经设计出基于钙钛矿片状材料中硫化铅（PbS）量子点的高效近红外LED，并在使用由溴化物和氯化物钙钛矿相结合的材料时，得到了一种方法来减少由于相位分离引发的问题。

在最近的研究中，Sargent研究团队取得了令人瞩目的成果，其中蓝色激光器的外部量子效率（EQE）达到了创纪录的12%，绿色激光器的外部量子效率达到了20%。

技术挑战

然而，目前仍然存在一些技术挑战：钙钛矿材料往往需要用到铅元素，当涉及电子工业的环境法规时，这就是重大问题，而且这种材料仍然易受湿气和氧气的影响。

然而，采用这种新结构的量子点激光器将具有非常吸引人的特性，特别是低增益阈值和跨不同颜色的良好可调性，而且生产成本可能极低。

Sargent在谈到激光器的发展时说道，“该领域的发展重点就是转向电注入激光器”，他提到了Victor Klimov及其研究团队在洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory）的工作成果，认为这是此类器件实际应用的领军者。

延伸阅读：

《VCSEL全球专利全景分析-2018版》

《激光二极管和直接二极管激光器-2019版》

《激光雷达（LiDAR）技术及市场趋势-2019版》