Colloidal synthesis and optical properties of heterostructured quantum wells

Koloidal kuantum kuyuları (KKK'ler) kendinden baskılanmış Auger rekombinasyonu, büyük optik soğurma kesitleri, düşük üretim maliyeti ve optoelektronik özelliklerinin hassas ayarlanabilirliği gibi olağanüstü özellikleri sayesinde, yeni nesil koloidal nanolazerler için umut verici kazanç malzemeleri olarak ortaya çıkmıştır. Ancak, bunların fotonik cihazlarının hayata geçirilmesi, yarıiletken nanokristallere özgü, gelişmiş heteroyapılarının tasarım ve mühendisliğiyle aşılabilecek temel zorluklarla karşı karşıyadır. Bu tezde, KKK'lerin kazanç malzemeleri olarak kullanılmasıyla ilgili bilimsel engelleri aşmak için çeşitli rasyonel heteroyapı tasarım stratejileri önerdik ve yapı-özellik ilişkisini sistematik olarak incelememizi sağlayan ileri sentez tekniklerini uygulayarak KKK heteroyapıları geliştirdik. Bu heteroyapıların optik kazanç performanslarını, altta yatan mekanizmaları aydınlatmak için spektral ve zamansal spektroskopi teknikleri ile inceledik; bu, KKK'lerin ilgili yapısal yönlerini iyileştirmemize rehberlik etti. Bu yaklaşım, düşük optik kazanç eşiklerine, yüksek malzeme kazanç katsayılarına ve uzun kazanç ömürlerine sahip KKK heteroyapılarının geliştirilmesiyle sonuçlandı ki sayılan bu faktörler bir kazanç malzemesinin kalitesini belirleyen ana etkenler arasındadır. Ayrıca kavram kanıtı gösterimi olarak çözeltide yüksek performanslı güçlendirilmiş kendiliğinden ışıma ve ultra düşük eşikli fısıltı galerisi modu lazer gibi KKK heteroyapılarının kazanç yönündeki ilerlemelerini sergiledik. Bu tezdeki bulgular, yüksek düzeyde tasarlanmış KKK heteroyapılarının mükemmel kazanç ortamı sunduğunu göstermektedir.