Využití laserových diod umožní další průlom ve vývoji technologií jako např
Dlouhodobé organické laserové diodybyly považovány za nedosažitelný cíl v oblasti zařízení vyzařujících světlo. Používají organické materiály k vyzařování světla namísto anorganických polovodičů, jako je arsenid galia a nitrid galia používané v tradičních zařízeních.
Laserové diody jsou v mnoha ohledech podobné organickým diodám.Světlo emitující diody (OLED), ve kterých tenká vrstva organických molekul vyzařuje světlo při použití elektrické energie. OLED se staly oblíbenou volbou pro displeje smartphonů díky jejich vysoké účinnosti a zářivým barvám, které lze snadno upravovat vytvářením nových organických molekul.
Organické laserové diody produkují mnohem vícečistší světlo, ale k dosažení procesu generování vyžaduje proudy vyšší než proudy používané v LED. Tyto extrémní podmínky způsobily, že dříve studovaná zařízení selhala dlouho předtím, než se začalo generovat záření.
Vědci z Organic Photonics and Electronics Research Center na Kyushu University oznámili, že realizovali organické polovodičové laserové diody.
„Myslím, že mnoho lidí ve vědecké komunitěpochybovali, zda se někdy dočkáme implementace organické laserové diody, říká Atula S. D. Sandanayaka, hlavní autor článku. "Ale díky vylepšeným materiálům a novým zařízením jsme to nakonec dokázali."
Důležitým krokem ve výrobě je dodávka velkýchmnožství elektrického proudu do organických vrstev k dosažení stavu zvaného populační inverze. Vysoká odolnost mnoha organických materiálů však ztěžuje vytvoření dostatečného elektrického náboje, než se materiály samotné zahřejí a spálí.
Kromě toho různé ztrátové procesy, které jsou součástí většiny organických materiálů a zařízení pracujících při vysokých proudech, snižují účinnost a zvyšují požadovaný proud ještě výše.
Překonat tyto překážkyVýzkumný tým používal vysoce výkonný organický materiál vyzařující světlo (BSBCz) s relativně nízkou odolností vůči elektřině a malými ztrátami - dokonce i při velkém množství elektřiny. Ale ten správný materiál nestačil.
Foto: Schematické znázornění organické polovodičové laserové diody produkující modré laserové záření, když je elektricky excitováno.
Vyvinuli také design zařízení smřížka izolačního materiálu přes jednu z elektrod používaných k dodávání elektřiny do tenkých organických filmů. Je známo, že takové mřížky - nazývané distribuované zpětnovazební struktury - produkují optické efekty potřebné pro laser, ale vědci to udělali ještě o krok dále.
„Optimalizací těchto sítí jsme byli schopni nejenzískat požadované optické vlastnosti, ale také řídit tok elektřiny v zařízeních a minimalizovat množství elektřiny potřebné k pozorování laserového záření z organického tenkého filmu,“ říká Adachi.
Výzkumní pracovníci jsou tak přísní v těchto příslibechNová zařízení, která založila začínající společnost KOALA Tech Inc., urychlila výzkum a překonala poslední překážky, které zbývají při používání organických laserových diod v sériové výrobě.