In Japan wurden die weltweit ersten organischen Laserdioden eingeführt

Der Einsatz von Laserdioden wird einen weiteren Durchbruch bei der Entwicklung von Technologien wie z

Biosensoren, Displays, Gesundheitswesen und optische Kommunikation.

Lange Zeit organische Laserdiodenals unerreichbares Ziel auf dem Gebiet der lichtemittierenden Bauelemente angesehen. Sie verwenden organische Materialien, um Licht zu emittieren, anstatt anorganische Halbleiter wie Galliumarsenid und Galliumnitrid, die in herkömmlichen Vorrichtungen verwendet werden.

Laserdioden ähneln viel organischenLeuchtdioden (OLED), bei denen eine dünne Schicht organischer Moleküle Licht abgibt, wenn Strom angelegt wird. OLED hat sich aufgrund seiner hohen Leistung und seiner lebendigen Farben, die sich durch die Bildung neuer organischer Moleküle leicht ändern lassen, zu einer beliebten Wahl für Smartphones entwickelt.

Organische Laserdioden produzieren vielsaubereres Licht, aber um den Erzeugungsprozess zu erreichen, sind Ströme erforderlich, die höher sind als die in LEDs verwendeten. Diese extremen Bedingungen führten dazu, dass die zuvor untersuchten Geräte lange vor dem Beginn der Strahlungserzeugung versagten.

Wissenschaftler des Forschungszentrums für organische Photonik und Elektronik der Kyushu-Universität berichteten, dass sie organische Halbleiterlaserdioden implementierten.

"Ich denke, dass viele Menschen in der wissenschaftlichen Gemeinschaftbezweifelte, ob wir jemals die Realisierung einer organischen Laserdiode sehen würden “, sagt Atula Sandanayaka, Hauptautor des Artikels. "Aber dank verbesserter Materialien und neuer Geräte haben wir es endlich geschafft."

Ein wichtiger Schritt beim Generieren ist das Füttern eines großendie Menge an elektrischem Strom in den organischen Schichten, um einen Zustand zu erreichen, der als Populationsinversion bezeichnet wird. Der hohe Widerstand vieler organischer Materialien macht es jedoch schwierig, eine ausreichende Menge elektrischer Ladungen zu erhalten, bevor sich die Materialien selbst erwärmen und verbrennen.

Darüber hinaus verringern die verschiedenen Verlustprozesse, die den meisten organischen Materialien und Vorrichtungen inhärent sind, die mit hohen Strömen arbeiten, den Wirkungsgrad und erhöhen den benötigten Strom sogar noch mehr.

Um diese Hindernisse zu überwindenDas Forscherteam verwendete hochleistungsfähiges organisches Licht emittierendes Material (BSBCz) mit relativ geringer Elektrizitätsbeständigkeit und geringen Verlusten - auch bei großen Elektrizitätsmengen. Aber das richtige Material allein hat nicht gereicht.

Foto: Schematische Darstellung einer organischen Halbleiterlaserdiode, die bei elektrischer Anregung blaue Laserstrahlung erzeugt.

Sie entwickelten auch ein Gerätedesign mitEin Gitter aus Isoliermaterial über einer der Elektroden, mit dem dünne organische Filme mit Strom versorgt werden. Es ist bekannt, dass solche Gitter - die sogenannten verteilten Rückkopplungsstrukturen - die für die Erzeugung notwendigen optischen Effekte erzeugen, aber die Forscher haben einen weiteren Schritt nach vorne gemacht.

„Durch die Optimierung dieser Gitter konnten wir nicht nurum die gewünschten optischen Eigenschaften zu erzielen, aber auch um den Stromfluss in den Geräten zu steuern und die Elektrizitätsmenge zu minimieren, die erforderlich ist, um die Erzeugung aus einem organischen Dünnfilm zu beobachten “, sagt Adachi.

Die Forscher sind so zuversichtlich, was sie versprechenDie neuen Geräte, mit denen das Start-up-Unternehmen KOALA Tech Inc. gegründet wurde, um die Forschung zu beschleunigen und die letzten Hindernisse für den Einsatz von organischen Laserdioden in der Massenproduktion zu überwinden.