多倫多大學（University of Toronto）研究團隊開發的光泵浦器件成為研究新一代LED和激光器的眾多方向之一。

鈣鈦礦激光器可產生藍色激光

據麥姆斯咨詢報道，加拿大多倫多大學的研究人員制造出一種基于鈣鈦礦的垂直腔面發射激光器（VCSEL），其工作波長為425 nm。

SPIE Optics + Photonics數字論壇于2020年8月24日-28日在線上舉辦，多倫多大學教授Ted Sargent在此次論壇的大會特邀報告中描述了這種光學泵浦結構，這是展現鈣鈦礦材料發光潛力進展的眾多研究之一，而迄今為止鈣鈦礦材料主要因其光伏應用而廣為人知。此次線上報告網址為：https://doi.org/10.1117/12.2561717。

Joao Pina是Sargent研究團隊中的研究生，他未發表的研究工作涉及將銫鉛鈣鈦礦結構從溴化物轉化為氯化物，當將它夾在反射鏡之間并采用337 nm的泵浦光源時，激光波長會轉換到藍色光譜。

色純度

Sargent在線上報告中概述了LED和激光器中鈣鈦礦材料的研究發展狀況。

Sargent解釋道，量子點（QD）器件結合這種新材料，最終可能在顯示器領域得到廣泛應用；在顯示器領域，量子點結構與鈣鈦礦的高色純度配合，可以產生更寬的色域及屏幕亮度。

由于量子點激光器的光譜工作范圍處于可見光光譜的末端，滿足商業需求的難度更大，因此藍色光源的價值可能更高。

Sargent研究團隊的成員先前已經設計出基于鈣鈦礦片狀材料中硫化鉛（PbS）量子點的高效近紅外LED，并在使用由溴化物和氯化物鈣鈦礦相結合的材料時，得到了一種方法來減少由于相位分離引發的問題。

在最近的研究中，Sargent研究團隊取得了令人矚目的成果，其中藍色激光器的外部量子效率（EQE）達到了創紀錄的12%，綠色激光器的外部量子效率達到了20%。

技術挑戰

然而，目前仍然存在一些技術挑戰：鈣鈦礦材料往往需要用到鉛元素，當涉及電子工業的環境法規時，這就是重大問題，而且這種材料仍然易受濕氣和氧氣的影響。

然而，采用這種新結構的量子點激光器將具有非常吸引人的特性，特別是低增益閾值和跨不同顏色的良好可調性，而且生產成本可能極低。

Sargent在談到激光器的發展時說道，“該領域的發展重點就是轉向電注入激光器”，他提到了Victor Klimov及其研究團隊在洛斯阿拉莫斯國家實驗室（Los Alamos National Laboratory）的工作成果，認為這是此類器件實際應用的領軍者。