钙钛矿材料在太阳能电池应用中仍然引起了人们的广泛兴趣。现在，钙钛矿材料的纳米结构被认为是一种新的激光介质。多年来，钙钛矿量子点的光放大已有报道，但大多数工作都缺乏定量分析。

研究人员增强钙钛矿纳米片的信号放大

为了评估光放大能力，需要“增益系数”，从而揭示激光介质的基本特性。高效的激光介质具有较大的增益，科学家们一直在探索提高这种增益的方法。

现在，在最近的一项研究中，韩国釜山国立大学光学与机电一体化系 Kwangseuk Kyhm 教授领导的研究小组成功地通过独特的波导图案增强了CsPbBr 3钙钛矿纳米片的信号放大。

他们的研究发表在《光：科学与应用》杂志上。

钙钛矿纳米片是在纳米尺度上以片状结构排列的二维结构，具有使其具有多种应用价值的特性。

他们的成就克服了 CsPbBr 3 量子点的缺点，由于俄歇过程，其增益本质上是有限的，这从本质上缩短了粒子数反转(系统中更多成员处于较高激发态的状态，而不是处于较低激发态的状态)的衰减时间。 ，未激发的能量状态)。

Kyhm 教授解释说：“钙钛矿纳米片可以成为一种新的激光介质，这项工作已经证明，基于化学合成的微小钙钛矿纳米片可以实现光放大。”

研究人员还提出了一种新的增益分析“增益轮廓”，以克服早期增益分析的局限性。虽然旧方法提供了增益谱，但它无法分析长光带长度的增益饱和度。由于“增益等值线”说明了增益相对于光谱能量和光条长度的变化，因此可以非常方便地分析局部增益沿光谱能量和光条长度的变化。

研究人员还研究了增益轮廓和基于聚氨酯丙烯酸酯的图案化波导的激发和温度依赖性，这提高了钙钛矿纳米片的增益和热稳定性。这种增强归因于光学限制和散热的改善，这是由不均匀片厚度和缺陷态产生的二维质心限制激子和局域态促进的。

这种图案化波导的实现有望实现高效和受控的信号放大，并有助于开发基于钙钛矿纳米片的更可靠和多功能的设备，包括激光器、传感器和太阳能电池。此外，它还可能影响与信息加密和解密、神经形态计算和可见光通信相关的行业。

此外，增强的放大倍数和更高的效率可以帮助钙钛矿太阳能电池更好地与传统硅基太阳能电池竞争。

这项研究还将对光学和光子学产生重大影响。获得的见解可以帮助优化激光器操作，增强光通信中的信号传输，并提高光电探测器的灵敏度。反过来，这可以使设备运行更可靠。

从长远来看，当纳米级需要强光时，钙钛矿纳米片可以与其他纳米结构结合，使放大的光充当光学探针。然而，钙钛矿纳米片在不同领域(包括智能手机和照明等消费产品)的成功应用将取决于克服与其稳定性、可扩展性和毒性相关的挑战。

Kyhm 教授总结道：“到目前为止，钙钛矿量子点已被研究用于激光器，但这种零维结构具有根本局限性。在这方面，我们的工作表明钙钛矿纳米片的二维结构可以成为一种替代解决方案。” 。