Japanissa esiteltiin maailman ensimmäiset orgaaniset laserdiodit

Laserdiodien käyttö tekee uuden läpimurron sellaisten tekniikoiden kehittämisessä kuin

biosensorit, näytöt, terveydenhuolto ja optinen viestintä.

Pitkän ajan orgaaniset laserdioditkatsotaan saavuttamattomaksi tavoitteeksi valoa lähettävien laitteiden alalla. He käyttävät orgaanisia aineita säteilemään valoa epäorgaanisten puolijohteiden, kuten gallium-arseenin ja perinteisissä laitteissa käytettävän galliumnitridin, sijasta.

Laserdiodit ovat paljon luonnonmukaisiavaloa emittoivat diodit (OLED), joissa ohut kerros orgaanisia molekyylejä säteilee valoa, kun virta kytketään. OLED on tullut suosittu valinta älypuhelimen näyttöihin, koska niiden suorituskyky ja värit ovat helposti muuttuvia luomalla uusia orgaanisia molekyylejä.

Orgaaniset laserdiodit tuottavat paljonpuhtaampi valo, mutta generaatioprosessin saavuttamiseksi tarvitaan virtoja, jotka ovat korkeampia kuin LED-valot. Nämä äärimmäiset olosuhteet johtivat siihen, että aiemmin tutkitut laitteet epäonnistuivat kauan ennen säteilyn syntymistä.

Kyushun yliopiston orgaanisen fotoniikan ja elektroniikan tutkimuskeskuksen tutkijat ilmoittivat toteuttaneensa orgaanisia puolijohde-laserdiodeja.

"Luulen, että monet ihmiset tiedeyhteisössäepäili, olisimmeko koskaan nähneet orgaanisen laserdiodin toteutumista ”, sanoo artikkelin johtaja Atula S.D. Sandanayaka. ”Mutta parantuneiden materiaalien ja uusien laitteiden ansiosta teimme sen lopulta.”

Tärkeä askel tuotannossa on syöttää suurisähkövirran määrä orgaanisissa kerroksissa väestön inversioiksi kutsutun tilan aikaansaamiseksi. Monien orgaanisten materiaalien korkea kestävyys vaikeuttaa kuitenkin riittävän määrän sähkövarauksia, ennen kuin materiaalit itse kuumenevat ja palavat.

Tämän lisäksi useimmissa suurissa virtauksissa toimivissa orgaanisissa materiaaleissa ja laitteissa esiintyvät erilaiset häviämisprosessit vähentävät tehokkuutta ja lisäävät nykyistä suurempaa virtaa.

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 laitteen suunnitteluneristysmateriaaliristikko yhden elektrodin päälle, jota käytetään syöttämään sähköä ohuille orgaanisille kalvoille. Tiedetään, että tällaiset verkot - niin kutsutut hajautetut takaisinkytkentärakenteet - luovat sukupolvelle välttämättömät optiset vaikutukset, mutta tutkijat ottivat toisen askeleen eteenpäin.

”Optimoimalla näitä verkkoja emme voineet vainhaluttujen optisten ominaisuuksien saamiseksi, mutta myös sähkön virtauksen ohjaamiseksi laitteissa ja minimoimaan sähkön määrä, jota tarvitaan sukupolven tarkkailemiseksi orgaanisesta ohuesta kalvosta, ”sanoo Adachi.

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.