中国科学院大连化学物理研究所开发出超稳定高效率量子点液体激光器
近日,中国科学院大连化学物理研究所化学反应动力学全国重点实验室光电材料动力学研究组(1121组)吴凯丰研究员团队在胶体量子点激光研究中取得新进展,团队采用胶体量子点溶液作为增益介质,通过法布里-珀罗谐振腔耦合及双脉冲泵浦设计,开发出连续稳定工作10天以上、能量转化效率大于17%的量子点液体激光器。
激光器的热管理能力是决定其最大输出功率的关键因素。与固体激光器相比,液体激光器可以通过循环散热,具有优异的功率放大优势。量子点是一种在溶液相合成的纳米晶体,其发光波长可通过元素组成和尺寸进行连续可调,具备成为理想液体激光增益介质的基本条件。然而,过去二十余年的量子点激光的研究主要集中在固体薄膜状态,希望通过提高量子点的堆积密度来克服多激子非辐射俄歇复合导致的增益寿命淬灭问题。此外,现有研究多局限于低激发功率下的光谱的压窄和强度的突变表征,鲜有关于输出功率和能量转化效率的报道,其实际应用前景并不清晰。
吴凯丰团队一直致力于量子点的超快光物理及其激光应用研究,团队的近期研究成果初步展示了俄歇抑制型的量子点可以实现稳定的液体激光输出(Nat.Nanotechnol.,2025;Adv. Mater.,2024)。
在本研究中,团队以铅卤钙钛矿量子点材料作为研究对象。针对钙钛矿材料热稳定性欠佳,其固态器件因无法进行有效热管理而导致快速的热衰退,降低钙钛矿激光器连续运行时间的问题,团队开发了基于CsPbBr3和CsPbI3钙钛矿量子点溶液的液体激光器。通过将量子点溶液与法布里-珀罗谐振腔耦合,团队在纳秒脉冲准连续波的泵浦下实现了稳定的激光输出,激光波长分别为537nm与690nm。通过调节卤素离子组成,原则上可实现400至700nm光谱范围的连续可调谐激光输出。更重要的是,通过循环散热,该激光器在连续运行10天后,仍保持稳定的激光性能,未表现任何形式的性能衰退,证明了液体激光是实现钙钛矿激光应用的一个重要方向。
在此基础上,团队通过对CdSe/ZnSe/ZnS核壳结构量子点进行壳层组分连续渐变设计,有效抑制了多激子俄歇效应,延长了量子点的光增益寿命。结合双脉冲泵浦的策略,团队进一步规避了由俄歇衰退导致的增益淬灭问题,最终实现了17.2%的能量转化效率。此外,团队开发的合成方法可实现单次制备超过10升的该类量子点溶液,且这些量子点在水相中同样展现出优异的激光性能。这些结果表明,量子点液体激光有望在未来替代稳定性较差的传统有机染料激光器。
上述两项工作分别以 “Ultrastable lasing from perovskite colloidal nanocrystals”和“Stable,Efficient,and Scalable Multicolor Lasing from Colloidal Quantum Dots in Liquids”为题,于近日发表在《科学进展》(Science Advances)和《美国化学会·纳米》(ACS Nano)上。上述工作得了国家自然科学基金、中国科学院B类先导专项“基于极紫外光源的化学反应过渡态精准探测”、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划、新基石科学基金会科学探索奖、辽宁省滨海实验室开放创新基金、我所创新基金等项目的资助。(文/李学杨)
版权与免责声明:
1.凡本网注明稿件来源为“机经网”的所有文字、图片和音视频稿件,版权均属本网所有,任何媒体、网站或个人不得非法转载、摘编或利用其它方式使用上述信息。合法使用本网信息的,应注明“来源:机经网”等字样。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
2.本网注明稿件来源为其他媒体的文/图等稿件均为转载稿,转载目的在于发挥网络优势,传播更多信息,服务机械行业发展,并不代表本网赞同其观点或对其真实性负责。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,必须保留本网注明的“稿件来源”,并自负版权等法律责任。如擅自篡改稿件来源为“机经网”,本网可依法追究其法律责任。
3.如本网转载稿涉及版权等问题, 请作者在稿件发布之日起两周内速来电或来函与本网联系 。联系电话: 010-65242677 电子邮件: edit@mei.net.cn
-
中国机械联专家委员会在京举办“十五五”规划工作交流会 机械工业 2025年7月31日,由中国机械工业联合会(以下简称中国机械联)专家委员会主办的“‘十五五’规划工作交流会”在中国机械联举行。中国机械联专家委副主任、副会长罗俊杰,副会长宋志明,总经济师、副秘书长佘伟珍出席会议。会议由中国机械联专家委副主任陈斌主持。会议总结了机械工业“十五五”规划前期工作,相关规划编制工作组交流了经验做法,规划编制领导小组对下一阶段重点工作做了进一步的动员和部署。会上,宋志明通报了机械工业“十五五”规划体系编制进展情况。他指出,规划工作启动以来,会长徐念沙及多位会领导带队开展规划编制专题调研,工作总部相关部门及行业协(学)会负责同志也多次组织开展调研活动。目前,《机械工业“十五五”发展纲要》已形成初稿,大多数的专业规划和专题规划已提交了规划修订稿。宋志明就规划时间节点、质量要求及下一步征求意见工作进行了具体部署,并明确要求,各规划编制工作组要加快进度、严控质量、加强沟通,规划编制办将全力做好服务保障。在行业经验分享环节,中国钢铁工业协会规划发展部主任王滨、中国电力企业联合会规划发展部专责魏玲、中国石油和化学工业联合会产业发展部总工程师瞿辉,先后就钢铁、电力、石化三大用户行业运行态势、装备需求及规划编制工作经验作专题报告,为机械工业精准对接需求、稳链固链提供了宝贵信息。在规划编制单位交流环节,中国石油和石油化工设备工业协会副会长张冠军、中国农业机械工业协会执行副会长赵剡水、中国热处理行业协会秘书长吕东显、中国机械通用零部件工业协会副秘书长明翠新等四家规划编制单位代表,分别就各自领域规划编制的创新做法与经验体会进行了分享。罗俊杰在总结讲话中,充分肯定了前期工作成效与宝贵经验,强调要认真学习领会7月30日中央政治局会议精神,深刻把握“十五五”时期发展环境与核心命题,聚力攻坚,高标准高质量完成规划编制任务。对于规划编制后续工作,提出了五点要求:一是强化战略引领,提升规划的前瞻性与指导性;二是科学设置目标,提升规划的引领性与可行性;三是深化研究论证,提升规划的科学性与精准性;四是突出务实管用,提升规划的针对性与可操作性;五是加强协同联动,确保规划编制任务按期优质完成。最后,陈斌就做好规划编制工作提出三点意见:一是提高站位,把“规划”放在中国式现代化的发展全局中去谋划;二是坚持问题导向,把规划做成解决问题的路线图;三是强化统筹协同,把规划变成全行业共同的行动纲领。来自综合性行业协会代表与机械工业各专业、专题规划编制单位,以及中国机械联相关部门负责同志等近百名代表参加会议。(行业发展部)
-
薛一平副书记会见湘潭大学刘金刚副校长一行 机械工业 2025年7月30日上午,中国机械工业联合会党委副书记薛一平在总部会见了湘潭大学刘金刚副校长一行。秘书长宋晓刚,湘潭大学工会副主席马卿、机械工程与力学学院院长周友行院长等共同参加会见。刘金刚副校长介绍了湘潭大学的历史沿革、基本情况和发展现状,重点阐述了在科研项目和科技成果等方面的主要成效,并表达了与中国机械联和系统协学会建立紧密联系的愿望。薛一平副书记对刘金刚副校长一行的到来表示欢迎,并系统介绍了中国机械联的基本情况和业务职能。双方一致表示,愿进一步加强交流合作,促进协同发展。中国机械联科技工作部、办公室,湘潭大学办公室等部门同志参加会见。(办公室)
-
聚焦2025山东清洁能源产业博览会:共绘绿色低碳发展新蓝图 电工电器 在全球绿色低碳转型浪潮下,清洁能源已成为推动经济社会可持续发展的核心引擎。2025年9月15-17日,由山东省人民政府批准,山东省贸促会、烟台市人民政府主办,中国机械工业联合会、中国电力企业联合会、中国能源研究会、中国节能协会、机械工业信息研究院联合主办的“2025山东清洁能源产业博览会”将在烟台八角湾国际会展中心盛大启幕。这场备受瞩目的行业盛会,以“发展清洁能源・共享低碳未来”为主题,紧扣“新能源、新动能、新装备、新模式”,为国内外清洁能源领域的精英搭建起一个集交流合作、应用推广于一体的高端平台。作为落实国务院《关于支持山东深化新旧动能转换推动绿色低碳高质量发展的意见》的重要举措,本届博览会肩负着推动山东建设绿色低碳高质量发展先行区、对接山东省脱碳需求及烟台市创建清洁能源示范市需求的重大使命。展会将充分发挥山东在清洁能源领域的产业优势,助力构建新型能源体系,为经济社会发展全面绿色转型注入强劲动力。在展区规划上,3万平米的展览空间涵盖了五大核心领域,全方位展示清洁能源产业的前沿成果。氢能产业展区聚焦氢气制造、储运、加氢设备及燃料电池系统等全产业链环节;风光储充产业与技术展区汇聚海陆光伏、海上风电、储能及充换电等关键技术与装备;新型电力系统技术及装备与构网型设备展区呈现高压特高压输变电、构网型储能等先进技术;新型动力系统技术及装备展区展示燃气轮机、氢燃机等高效动力解决方案;零碳园区/工厂、节能技术及装备、智慧能源技术展区则聚焦零碳园区建设、节能技术及智慧能源管理等热门领域。同期举办的系列专场活动更是精彩纷呈,为参会者带来一场知识与思想的盛宴。“2025第十八届烟台国际核电工业及装备博览会”将展现核电领域的创新成果;“2025山东光伏产业与储能高质量发展论坛”、“2025山东风能与海上能源开发建设发展论坛”等活动,将汇聚行业专家学者,深入探讨产业发展趋势与技术突破方向。此外,“氢能燃料电池资源利用项目洽谈会”、“新能源产业经贸投资对接会”等活动,将为企业搭建合作桥梁,促进产业资源高效整合。对于参展企业而言,本届博览会是展示自身实力、拓展合作空间的绝佳契机。无论是国际国内的科研院校、行业央国企,还是行业领军和创新企业,都能在这里集中展示在清洁能源领域的发展成就。从氢能的前沿技术到风光储充的系统解决方案,从新型电力系统的装备创新到零碳园区的建设实践,全方位的展品范围将全面呈现清洁能源产业的最新进展。值得一提的是,组委会为参展企业提供了多样化的展位选择,包括豪华特标、标准展位及室内空地等,满足不同企业的展示需求。有意向的企业请于2025年8月30日前,将参展报名表以电子邮件或微信方式反馈给大会组委会,以便及时锁定参展席位。这场盛会不仅是一次产业成果的集中展示,更是一次推动能源与工业协同发展、助力我国能源高质量发展的重要契机。让我们相约烟台,共赴这场清洁能源的行业盛宴,携手迈向绿色低碳的美好未来!联系人:李仕有、冯玲电话:13801178558、13581896542(同微信)邮箱:1sy_zl0vip.163.com、fenglingling@cmif.org.cn(展览工作部)