長春光機所在綠光波段實現基于碳納米粒子的光泵浦激光

　　近日，中科院長春光學精密機械與物理研究所在綠光波段實現基于碳納米點的光泵浦激光。該結果發表在國際期刊Advanced Functional Materials(DOI: 10.1002/adfm.201303352，SCI影響因子9.7)上，展示了一類基于碳納米粒子的成本低、綠色環保、光穩定性好的新型激光材料。

　　發光碳納米粒子是一類新興的發光材料，其獨特的優點(如化學穩定性，無光閃爍、耐光漂、無毒、優異的生物相容性)，已成為國際上的研究熱點。碳納米粒子的發光機理研究及光譜調控是該領域的研究難點。國際上認為，碳納米粒子在綠光波段的發射是源自碳納米粒子表面缺陷，而這種發光來源被認為很難實現激光。中科院長春光機所發光學及應用國家重點實驗室曲松楠副研究員所在科研團隊繼研制出一種基于碳納米粒子的具有生物相容性的熒光墨水(Advngew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 12215.)后，通過調控碳納米粒子中氮元素的參雜含量和sp2 C的含量，實現了碳納米粒子所發藍光和綠光的調控，觀測到碳納米粒子在綠光波段的放大自發輻射現象，并首次實現碳納米粒子在綠光波段的光泵浦激光。通過對所制備碳納米粒子的結構和光學特性分析，證明所制備的碳納米粒子在綠光波段的發光為本征發光。通過比對試驗證明碳納米粒子的光穩定性優于傳統有機激光染料，預示碳納米粒子可以作為一類成本低、綠色環保、光穩定性好的新型激光材料，在未來光電器件上具有潛在的應用。

　　此外，曲松楠副研究員所在科研團隊首次基于具有雙熒光發射的碳納米粒子構筑比率型熒光探針，在水溶液體系可精確識別溫度、pH值、Fe3+濃度(>0.04 μM)，促進了碳納米粒子在生物成像、醫療檢測、環境監測等領域中的應用。該成果發表在Nanoscale, 2013, 5, 5514(SCI影響因子6.2)上。

圖1.(a)碳納米粒子原子力掃描圖;(b)碳納米粒子乙醇溶液不同泵浦強度下的發射光譜;(c)碳納米粒子激光遠場光斑;(d)碳納米點激光強度隨偏振方向變化的曲線;(e)碳納米點激光發射光譜和閾值曲線。