L'utilisation de diodes laser permettra de réaliser une nouvelle avancée dans le développement de technologies telles que
Diodes laser organiques longue duréeétaient considérés comme un objectif inaccessible dans le domaine des dispositifs électroluminescents. Ils utilisent des matériaux organiques pour émettre de la lumière au lieu de semi-conducteurs inorganiques tels que l'arséniure de gallium et le nitrure de gallium utilisés dans les appareils traditionnels.
Les diodes laser sont similaires aux diodes organiques à bien des égards.Diodes électroluminescentes (OLED), dans lesquelles une fine couche de molécules organiques émet de la lumière lorsqu'une alimentation électrique est appliquée. Les OLED sont devenues un choix populaire pour les écrans de smartphones en raison de leur haute efficacité et de leurs couleurs vives qui peuvent être facilement modifiées en créant de nouvelles molécules organiques.
Les diodes laser organiques produisent bien plusune lumière plus pure, mais pour réaliser le processus de génération, il faut des courants supérieurs à ceux utilisés dans les LED. Ces conditions extrêmes ont provoqué la défaillance des dispositifs précédemment étudiés bien avant que les radiations ne commencent à être générées.
Des scientifiques du Centre de recherche en photonique et électronique organiques de l'Université de Kyushu ont annoncé avoir réalisé des diodes laser à semi-conducteurs organiques.
"Je pense que de nombreuses personnes dans la communauté scientifiqueJe doutais que nous puissions un jour voir la mise en œuvre d'une diode laser organique, déclare Atula S. D. Sandanayaka, auteur principal de l'article. "Mais grâce à des matériaux améliorés et à de nouveaux appareils, nous y sommes finalement parvenus."
Une étape importante dans la production est la fourniture de grosquantité de courant électrique dans les couches organiques pour atteindre un état appelé inversion de population. Cependant, la résistance élevée de nombreux matériaux organiques rend difficile la génération de charges électriques suffisantes avant que les matériaux eux-mêmes ne chauffent et ne brûlent.
De plus, divers processus de perte inhérents à la plupart des matériaux organiques et des dispositifs fonctionnant à des courants élevés réduisent l'efficacité, augmentant encore plus le courant requis.
Pour surmonter ces obstaclesL'équipe de recherche a utilisé un matériau électroluminescent organique à haute performance (BSBCz) présentant une résistance relativement faible à l'électricité et de petites pertes, même avec des quantités importantes d'électricité. Mais le bon matériel ne suffisait pas.
Photo: Représentation schématique d'une diode laser à semi-conducteur organique produisant un rayonnement laser bleu lorsqu'elle est excitée électriquement.
Ils ont également développé une conception d'appareil avecune grille de matériau isolant sur l'une des électrodes utilisée pour fournir de l'électricité aux minces films organiques. De telles grilles, appelées structures de rétroaction distribuées, sont connues pour produire les effets optiques nécessaires au laser, mais les chercheurs sont allés encore plus loin.
« En optimisant ces maillages, nous avons pu non seulementobtenir les propriétés optiques souhaitées, mais également contrôler le flux d'électricité dans les appareils et minimiser la quantité d'électricité nécessaire pour observer l'émission laser à partir d'un film mince organique », explique Adachi.
Les chercheurs ont tellement confiance en la promesse de cesLes nouveaux dispositifs fondateurs de la société en démarrage KOALA Tech Inc. ont pour objectif d’accélérer les recherches et de surmonter les derniers obstacles à l’utilisation des diodes laser organiques en grande série.