近期，由中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室和重慶大學合作研究小組通過使用銀銦硫量子點作為增益介質(zhì)，首次成功獲得了放大的自發(fā)輻射作用，同時具有良好增益性能，相關(guān)成果以題為“Low-threshold amplification of spontaneous emission from AgInS2 quantum dots”發(fā)表于《材料化學學報C》（J. Mater. Chem. C.），論文鏈接為：https://doi.org/10.1039/D0TC02192J。

由溶液法制備的一三五族量子點具有優(yōu)異的光電特性，由于其化學易加工性，良好的穩(wěn)定性，生物相容性，帶隙可調(diào)和吸收系數(shù)高等優(yōu)異特性，因此廣泛應(yīng)用在太陽能電池、光催化劑、光電探測器、熱電熒光生物分子標簽和發(fā)光二極管中。與目前流行的鈣鈦礦材料相比，一三五族量子點具有無毒且環(huán)保的優(yōu)點。然而，利用這種材料作為光放大裝置的增益介質(zhì)的研究仍然很匱乏，從而限制其進一步的應(yīng)用前景。

研究團隊探索了一三五族膠體量子點的受激特性，即自發(fā)輻射放大性能。通過將兩個高反射性布拉格反射鏡作光學諧振腔，結(jié)合具有高光致發(fā)光量子產(chǎn)率（52％）的銀銦硫量子點作為增益介質(zhì)，成功地實現(xiàn)了光放大效應(yīng)。此外，為了優(yōu)化銀銦硫量子點的自發(fā)輻射放大的性能，研究團隊調(diào)節(jié)布拉格反射鏡的層數(shù)以找到更好的器件結(jié)構(gòu)。通過比較不同器件結(jié)構(gòu)的光放大的閾值和半高全寬發(fā)現(xiàn)，七層布拉格反射鏡是理想的器件結(jié)構(gòu)。銀銦硫量子點的自發(fā)輻射放大特性展現(xiàn)了良好的光學性能，顯示出窄的只有3.5納米的半高全寬，低至31.58微焦每平方厘米的閾值。相關(guān)研究揭示了傳統(tǒng)銀銦硫量子點作為光放大資源的重大可行性，有效設(shè)計布拉格光學微腔在光放大方面具有巨大的應(yīng)用前景。

(a) 銀銦硫量子點的透射電子顯微鏡圖像；(b) 整個器件的原理圖；(c)器件的光譜隨著激發(fā)光強度的變化；(d) 光致發(fā)光譜強度隨著泵浦光強度增強的變化圖。

相關(guān)工作得到了中科院戰(zhàn)略重點研究計劃，中國國際科技合作計劃，國家自然科學基金以及高場激光物理國家重點實驗室開放基金的支持。