这篇文档属于类型c，因为它是一篇博士论文的摘要部分，而非单一原创研究或科学论文。以下是该文档的骨架和主要内容的提取：

文档骨架与主要内容

1. 论文基本信息

• 作者：Li Siqi
  
• 学位：博士
  
• 院校：The Hong Kong Polytechnic University
  
• 学院：Department of Applied Physics
  
• 提交时间：2020年3月
  
• 论文题目：Design and Fabrication of Perovskite Based Frequency-Upconverted Nano/Micro Lasers
  

2. 研究背景与目标

• 研究领域：钙钛矿（Perovskite）材料的光学特性及其在纳米/微米激光器中的应用。
  
• 研究背景：
  
  • 钙钛矿材料因其高效的非线性光学响应、宽带隙可调性以及易于合成的特性，成为实现频率上转换激光器的理想增益材料。
    
  • 尽管钙钛矿材料在合成、表征、发光二极管和太阳能电池领域取得了显著进展，但其在激光器件中的实际应用仍面临一些挑战，例如在生长过程中的激光性能研究不足、结构稳定性差等问题。
    
• 研究目标：
  
  • 开发一种原位合成钙钛矿微激光器的方法，研究其生长过程中的激光性能。
    
  • 设计一种基于金纳米棒（GNRs）@SiO2和全无机钙钛矿量子点（PQDs）的混合双光子随机激光器，探索其在无散斑成像中的应用。
    
  • 提出一种Pb-S共价键合方法，合成水稳定性钙钛矿@二氧化硅纳米点，拓展其在水环境中的应用。

3. 研究方法与流程

• 第一部分：原位合成钙钛矿微激光器

  • 使用阳极氧化铝（AAO）模板辅助，在AAO表面原位合成无机钙钛矿微板。
    
  • 在微板生长过程中，记录其双光子激光性能的变化。
    
  • 研究发现，随着微板尺寸的增大，更多的高质量低阈值Whispering Gallery Mode（WGM）激光模式出现，这与WGM理论一致。
    
  • 该研究为设计具有特定模式的钙钛矿微激光器提供了理论支持，推动了钙钛矿材料在激光器件中的应用。
    

• 第二部分：基于GNRs@SiO2和PQDs的混合双光子随机激光器

  • 制备了金纳米棒（GNRs）@SiO2核壳结构，并将其随机嵌入全无机钙钛矿量子点（PQDs）薄膜中。
    
  • 通过增加GNRs@SiO2在PQDs薄膜中的分布密度，观察到从放大自发辐射（ASE）到非相干随机激光，再到相干随机激光，最后到多模式非相干随机激光的四阶段转变。
    
  • 通过光谱匹配GNRs@SiO2的纵向和横向局域表面等离子体共振与PQDs的双光子吸收和发射波长，显著降低了激光器的阈值功率密度。
    
  • 该混合激光器成功应用于无散斑成像，为高能效光电器件提供了新的设计策略。
    

• 第三部分：水稳定性钙钛矿纳米点的合成与应用

  • 提出了一种Pb-S共价键合方法，合成了水稳定性钙钛矿@二氧化硅纳米点（WR-PNDs），并使其在水中保持发光超过六周。
    
  • 基于WR-PNDs的双光子WGM激光器在水中浸泡13小时后，仍保留了80%的初始发射量子产率。
    
  • 随机激光器在去离子水中分散15天后仍能正常工作，证明了该复合钙钛矿纳米点的优异稳定性。
    
  • 该合成方法为钙钛矿材料在水环境中的应用开辟了新途径，扩展了其在光电子学、生物成像和生物传感领域的应用潜力。
    

4. 主要结论与意义

• 结论：
  
  • 通过原位合成方法，成功研究了钙钛矿微激光器在生长过程中的激光性能，为设计特定模式的钙钛矿激光器提供了理论依据。
    
  • 基于GNRs@SiO2和PQDs的混合双光子随机激光器实现了低阈值功率密度和无散斑成像，为高能效光电器件提供了新的设计思路。
    
  • 提出的Pb-S共价键合方法显著提高了钙钛矿纳米点的水稳定性，拓展了其在水环境中的应用。
    
• 意义：
  
  • 该研究在钙钛矿材料的光学特性及其在激光器中的应用方面取得了重要进展，为钙钛矿材料在光电子学、生物成像等领域的应用提供了新的可能性。
    
  • 研究成果不仅具有重要的科学价值，还为实际应用中的高能效光电器件和生物成像技术提供了新的解决方案。
    

5. 亮点与创新

• 重要发现：
  
  • 钙钛矿微激光器在生长过程中的激光性能与WGM理论一致，为设计特定模式的激光器提供了理论支持。
    
  • 基于GNRs@SiO2和PQDs的混合双光子随机激光器实现了低阈值功率密度和无散斑成像。
    
  • 水稳定性钙钛矿纳米点的合成方法显著提高了其在水环境中的稳定性。
    
• 创新性：
  
  • 提出了原位合成钙钛矿微激光器的方法，首次系统研究了其生长过程中的激光性能。
    
  • 设计了基于双等离子体共振增强的混合双光子随机激光器，成功应用于无散斑成像。
    
  • 开发了Pb-S共价键合方法，合成了水稳定性钙钛矿纳米点，拓展了其在水环境中的应用。
    

6. 其他有价值的内容

• 发表论文：
  
  • Siqi Li等人在Nature Communications（2020）上发表了关于水稳定性钙钛矿纳米点的研究。
    
  • 其他相关研究论文正在准备中，涉及等离子体辅助双光子随机激光器和尺寸可控的CsPbBr3微板的合成方法。
    
• 致谢：
  
  • 作者感谢导师Huang Haitao和Lei Dangyuan的指导，以及香港理工大学、香港城市大学和香港科技大学的同事和合作者的支持。
    

以上内容提取了文档的主要骨架和核心信息，涵盖了研究背景、方法、结果、结论及其意义与创新点。