卢思宇等Angew：单模红色荧光碳点

纳米技术

2021-09-23

单纵模小型化固体激光器在多种光子学领域中具有非常重要的应用。固体激光器使用有机半导体、胶体量子点、钙钛矿等材料产生激光，此类材料能够通过溶液相方法合成，波长能够在较广的区间内调控，而且能够进行集成化，因此在可穿戴器件、智能互连、生物医学和光谱学等领域具有广泛前景。

荧光碳量子点作为价格合理、毒性较低、稳定性较好等优势受到广泛关注，2012年首次报道了有机溶剂中的碳量子点作为深蓝色激光发光，随后发展了绿色荧光碳量子点，相关碳量子点材料表现了多纵模或者随机荧光的缺陷。而且其他颜色荧光碳量子点材料作为单纵模未见相关发展和报道。

有鉴于此，郑州大学卢思宇、Yongsheng Hu等报道通过石墨氮掺杂与表面改性处理，合成了荧光量子产率达到65.5 %的红色荧光碳量子点。在合成的碳量子点通过高浓度掺杂将荧光由蓝色调整为红色，通过界面上修饰供电子基团、聚合物包覆层提高荧光量子产率和光稳定性。

本文要点：

（1）

这种合成的碳量子点展示了优异的荧光发光，实现放大自发辐射ASE（amplified spontaneous emission）的阈值较低，长久的增益寿命。

（2）

构建单共振模式的平面微腔与碳量子点结合实现了单纵模固体激光器，线宽仅仅0.14 nm，同时信噪比达到14.8 dB。本文研究有助于发展彩色固体微/纳米激光器。

参考文献

Yongqiang Zhang, Haoqiang Song, Lu Wang, Jingkun Yu, Boyang Wang, Yongsheng Hu*, Shuang-Quan Zang, Bai Yang, Siyu Lu*, Solid-state Red Laser with a Single Longitudinal Mode from Carbon Dots, Angew. Chem. Int. Ed. 2021

DOI: 10.1002/anie.202111285

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202111285