L'uso dei diodi laser consentirà di fare un altro passo avanti nello sviluppo di tecnologie come
Diodi laser organici di lunga durataerano considerati un obiettivo irraggiungibile nel campo dei dispositivi che emettono luce. Utilizzano materiali organici per emettere luce invece di semiconduttori inorganici come l'arseniuro di gallio e il nitruro di gallio utilizzati nei dispositivi tradizionali.
I diodi laser sono simili ai diodi organici sotto molti aspetti.Diodi a emissione luminosa (OLED), in cui un sottile strato di molecole organiche emette luce quando viene applicata l'energia elettrica. Gli OLED sono diventati una scelta popolare per i display degli smartphone grazie alla loro elevata efficienza e ai colori vivaci che possono essere facilmente modificati creando nuove molecole organiche.
I diodi laser organici producono molto di piùluce più pura, ma per realizzarla il processo di generazione richiede correnti superiori a quelle utilizzate nei LED. Queste condizioni estreme hanno causato il guasto dei dispositivi precedentemente studiati molto prima che le radiazioni iniziassero a essere generate.
Gli scienziati del Centro di ricerca sulla fotonica organica e l'elettronica dell'Università di Kyushu hanno riferito di aver realizzato diodi laser a semiconduttore organico.
"Penso che molte persone nella comunità scientificadubitavo che avremmo mai visto l’implementazione di un diodo laser organico”, afferma Atula S. D. Sandanayaka, autore principale dell’articolo. “Ma grazie a materiali migliorati e nuovi dispositivi, finalmente ce l’abbiamo fatta”.
Un passo importante nella generazione è la fornitura di grandi dimensioniquantità di corrente elettrica negli strati organici per raggiungere uno stato chiamato inversione di popolazione. Tuttavia, l’elevata resistenza di molti materiali organici rende difficile generare sufficienti cariche elettriche prima che i materiali stessi si riscaldino e brucino.
Oltre a ciò, vari processi di perdita inerenti alla maggior parte dei materiali organici e dei dispositivi che funzionano a correnti elevate riducono l’efficienza, aumentando ulteriormente la corrente richiesta.
Per superare questi ostacoliIl gruppo di ricerca ha utilizzato materiali ad emissione luminosa organici ad alte prestazioni (BSBCz) con una resistenza relativamente bassa all'elettricità e piccole perdite, anche con grandi quantità di elettricità. Ma il materiale giusto da solo non era abbastanza.
Foto: rappresentazione schematica di un diodo laser a semiconduttore organico che produce radiazioni laser blu quando elettricamente eccitato.
Hanno anche sviluppato un design del dispositivo conuna griglia di materiale isolante sopra uno degli elettrodi utilizzati per fornire elettricità alle sottili pellicole organiche. È noto che tali griglie, chiamate strutture di feedback distribuito, producono gli effetti ottici necessari per l'uso del laser, ma i ricercatori hanno fatto un ulteriore passo avanti.
“Ottimizzando queste mesh, non solo siamo riusciti a farloottenere le proprietà ottiche desiderate, ma anche controllare il flusso di elettricità nei dispositivi e ridurre al minimo la quantità di elettricità necessaria per osservare il laser da una pellicola sottile organica”, afferma Adachi.
I ricercatori sono così fiduciosi nella promessa di questiI nuovi dispositivi che hanno fondato la start-up company KOALA Tech Inc. per accelerare la ricerca e superare gli ultimi ostacoli rimasti per l'utilizzo di diodi laser organici nella produzione di massa