近日，中國科學院上海光學精密機械研究所激光與紅外材料實驗室微結構與光物理研究團隊與多倫多大學教授Sargent團隊合作，在鈣鈦礦超晶格激光領域取得重要進展，相關成果發表在Advanced Science上。

鈣鈦礦量子點具備較低的電子態簡并度、接近100%的量子產率以及窄發射光譜的特點，成為潛在的新型激光器材料。然而，由于存在俄歇效應，從飛秒激光泵浦到納秒激光泵浦往往導致激光的閾值升高兩個數量級。研究運用配體交換策略，鈍化量子點表面，誘導量子點自組裝形成規則結構的三維超晶格微腔。新型超晶格微腔的俄歇效應明顯降低，且熱效應受到抑制，實現了納秒激光泵浦下的低閾值。

該研究創新性的提出了一種鈉原子鈍化的自組裝策略，誘導量子點形成有序的三維立方結構，減少體系俄歇效應，從而實現低閾值納秒激光。

研究工作得到國家自然科學基金、上海市啟明星計劃、加拿大自然科學和工程研究委員會、加拿大班廷博士后獎學金項目的支持。

圖1.配體對量子點自組裝的影響

圖2.鈣鈦礦超晶格的結構表征

圖3.超晶格降低俄歇效應

圖4.基于超晶格的納秒激光