Laserdiodien käyttö mahdollistaa uuden läpimurron teknologioiden, kuten esim
Pitkäaikaiset orgaaniset laserdioditpidettiin saavuttamattomana tavoitteena valoa lähettävien laitteiden alalla. He käyttävät orgaanisia materiaaleja valon lähettämiseen perinteisissä laitteissa käytettyjen epäorgaanisten puolijohteiden, kuten galliumarsenidin ja galliumnitridin, sijaan.
Laserdiodit ovat monella tapaa samanlaisia kuin orgaaniset diodit.Light emitting diodit (OLED), joissa ohut kerros orgaanisia molekyylejä säteilee valoa, kun sähköä käytetään. OLED-näytöistä on tullut suosittu valinta älypuhelinten näytöille niiden korkean tehokkuuden ja eloisten värien ansiosta, joita voidaan helposti muokata luomalla uusia orgaanisia molekyylejä.
Orgaaniset laserdiodit tuottavat paljon enemmänpuhtaampaa valoa, mutta tuotantoprosessin saavuttaminen vaatii suurempia virtoja kuin LED-valoissa. Nämä äärimmäiset olosuhteet aiheuttivat aiemmin tutkittujen laitteiden epäonnistumisen kauan ennen kuin säteilyä alettiin tuottaa.
Kyushun yliopiston orgaanisen fotoniikan ja elektroniikan tutkimuskeskuksen tutkijat ilmoittivat toteuttaneensa orgaanisia puolijohdelaserdiodeja.
"Luulen, että monet ihmiset tiedeyhteisössäepäilimme, näkisimmekö koskaan orgaanista laserdiodia, sanoo Atula S. D. Sandanayaka, paperin johtava kirjoittaja. "Mutta parannettujen materiaalien ja uusien laitteiden ansiosta teimme sen vihdoin."
Tärkeä vaihe tuotannossa on suurten tarjontamäärä sähkövirtaa orgaanisiin kerroksiin saavuttaakseen tilan, jota kutsutaan populaatioinversioksi. Kuitenkin monien orgaanisten materiaalien suuri vastus vaikeuttaa riittävän sähkövarausten muodostamista ennen kuin materiaalit itse kuumenevat ja palavat.
Tämän lisäksi useimpiin orgaanisiin materiaaleihin ja suurilla virroilla toimiviin laitteisiin sisältyvät erilaiset häviöprosessit vähentävät tehokkuutta ja nostavat tarvittavaa virtaa entisestään.
Näiden esteiden voittamiseksiTutkimusryhmä käytti korkean suorituskyvyn orgaanista valoa säteilevää materiaalia (BSBCz), jolla oli suhteellisen alhainen sähkönkestävyys ja pienet häviöt - jopa suurilla sähkömäärillä. Mutta oikea materiaali yksin ei riittänyt.
Kuva: Kaavamainen esitys orgaanisesta puolijohde-laserdiodista, joka tuottaa sinistä lasersäteilyä sähköisesti viritettynä.
He kehittivät myös laitesuunnitteluneristysmateriaaliverkko yhden elektrodin päällä, jota käytetään sähkön toimittamiseen ohuille orgaanisille kalvoille. Tällaisten verkkojen, joita kutsutaan hajautetuiksi palauterakenteiksi, tiedetään tuottavan laseria varten tarvittavia optisia tehosteita, mutta tutkijat ottivat sen askeleen pidemmälle.
"Optimoimalla nämä silmät pystyimme paitsisaada halutut optiset ominaisuudet, mutta myös ohjata sähkövirtaa laitteissa ja minimoida sähkön määrä, joka tarvitaan laseroinnin havaitsemiseen orgaanisesta ohutkalvosta”, Adachi sanoo.
Tutkijat ovat niin luottavaisia näiden lupausten suhteenUudet laitteet, jotka perustivat käynnistysyhtiön KOALA Tech Inc: n nopeuttamaan tutkimusta ja voittamaan viimeiset esteet orgaanisten laserdiodien käytöstä massatuotannossa.