A lézerdiódák alkalmazása újabb áttörést tesz lehetővé olyan technológiák fejlesztésében, mint pl
Hosszú élettartamú szerves lézerdiódákelérhetetlen célnak számítottak a fénykibocsátó eszközök terén. Szerves anyagokat használnak fénykibocsátásra a hagyományos eszközökben használt szervetlen félvezetők, például gallium-arzenid és gallium-nitrid helyett.
A lézerdiódák sok tekintetben hasonlóak a szerves diódákhoz.fénykibocsátó diódák (OLED), amelyekben egy vékony szerves molekularéteg bocsát ki fényt elektromos áram alkalmazásakor. Az OLED-ek az okostelefonok kijelzőinek népszerű választásává váltak nagy hatékonyságuk és élénk színeik miatt, amelyek új szerves molekulák létrehozásával könnyen módosíthatók.
A szerves lézerdiódák sokkal többet termelnektisztább fény, de a generálási folyamat eléréséhez nagyobb áramra van szükség, mint a LED-eknél. Ezek a szélsőséges körülmények a korábban vizsgált eszközök meghibásodását okozták jóval azelőtt, hogy a sugárzás elkezdődött volna.
A Kyushu Egyetem Szerves Fotonikai és Elektronikai Kutatóközpontjának tudósai arról számoltak be, hogy szerves félvezető lézerdiódákat valósítottak meg.
„Szerintem sokan a tudományos közösségbenkételkedtek abban, hogy valaha is láthatunk-e szerves lézerdiódát – mondja Atula S. D. Sandanayaka, a tanulmány vezető szerzője. „A továbbfejlesztett anyagoknak és az új eszközöknek köszönhetően azonban végre sikerült.”
A termelés fontos lépése a nagy kínálatmennyiségű elektromos áramot a szerves rétegekbe, hogy elérjük a populációinverziónak nevezett állapotot. Számos szerves anyag nagy ellenállása azonban megnehezíti elegendő elektromos töltés létrehozását, mielőtt maguk az anyagok felmelegszenek és elégnek.
Ráadásul a legtöbb szerves anyagban és nagy áramerősséggel működő készülékben rejlő különféle veszteségi folyamatok csökkentik a hatékonyságot, még magasabbra növelve a szükséges áramerősséget.
Ezen akadályok leküzdéseA kutatócsoport nagy teljesítményű, alacsony villamosenergia-ellenállással és kis veszteségekkel rendelkező, nagy teljesítményű szerves fénykibocsátó anyagot (BSBCz) használt - még nagy mennyiségű villamos energiával is. De a megfelelő anyag önmagában nem volt elég.
Fotó: A kék lézersugárzást termelő elektromos félvezető lézerdióda sematikus ábrázolása villamosan izgatott.
Kidolgoztak egy készülékkialakítást isegy szigetelőanyag rács az egyik elektróda fölött, amelyet arra használnak, hogy áramot szállítsanak a vékony szerves filmekhez. Az ilyen, elosztott visszacsatolású struktúráknak nevezett rácsokról ismert, hogy a lézerezéshez szükséges optikai effektusokat produkálják, de a kutatók egy lépéssel tovább mentek.
„A hálók optimalizálásával nemcsakelérje a kívánt optikai tulajdonságokat, de szabályozza az elektromos áram áramlását is az eszközökben, és minimalizálja a szerves vékonyrétegről történő lézerképzés megfigyeléséhez szükséges villamos energia mennyiségét” – mondja Adachi.
A kutatók annyira magabiztosak ezek ígéretéreAz új eszközök, amelyek megalapították a KOALA Tech Inc. induló cégét, hogy felgyorsítsák a kutatást és leküzdjék az utolsó akadályokat a szerves lézerdiódák használatában a tömegtermelésben.