レーザーダイオードの使用により、次のような技術の開発において新たなブレークスルーを起こすことが可能になります。
長時間使える有機レーザーダイオード発光デバイスの分野では達成不可能な目標と考えられていました。従来のデバイスで使用されていたガリウムヒ素や窒化ガリウムなどの無機半導体の代わりに、有機材料を使用して発光します。
レーザー ダイオードは多くの点で有機ダイオードに似ています。発光ダイオード (OLED)。電力が印加されると有機分子の薄い層が発光します。 OLED は、新しい有機分子を作成することで簡単に変更できる高い効率と鮮やかな色により、スマートフォンのディスプレイに人気の選択肢となっています。
有機レーザーダイオードはより多くの生産物を生成しますより純粋な光ですが、生成プロセスを達成するには、LED で使用される電流よりも高い電流が必要です。これらの極端な条件により、以前に研究されたデバイスは、放射線が発生し始めるずっと前に故障する原因となりました。
九州大学有機フォトニクス・エレクトロニクス研究センターの研究者らは、有機半導体レーザーダイオードを実現したと報告した。
「科学界の多くの人が論文の筆頭著者であるアトゥラ S.D. サンダナヤカ氏は、有機レーザー ダイオードが実装されるかどうかは疑問だと述べています。 「しかし、改良された材料と新しい装置のおかげで、ついにそれを実現することができました。」
生成における重要なステップは、大量の資源を供給することです。反転分布と呼ばれる状態を達成するために有機層に流れる電流の量。しかし、多くの有機材料は抵抗が高いため、材料自体が加熱して燃焼する前に十分な電荷を生成することが困難です。
これに加えて、大電流で動作するほとんどの有機材料やデバイスに固有のさまざまな損失プロセスによって効率が低下し、必要な電流がさらに高くなります。
これらの障害を克服するために研究チームは、電気抵抗が比較的小さく、損失が少ない高性能有機発光材料（BSBCz）を使用しました - たとえ大量の電気があっても。しかし、正しい資料だけでは十分ではありませんでした。
写真：電気的に励起したときに青色のレーザー光線を発生する有機半導体レーザーダイオードの略図。
彼らはまた、次のようなデバイス設計を開発しました。有機薄膜に電気を供給するために使用される電極の 1 つ上の絶縁材料のグリッド。分散フィードバック構造と呼ばれるこのようなグリッドは、レーザー発振に必要な光学効果を生み出すことが知られていますが、研究者らはさらに一歩進めました。
「これらのメッシュを最適化することで、次のことが可能になりました。望ましい光学特性を得るだけでなく、デバイス内の電気の流れを制御し、有機薄膜からの発振を観察するために必要な電気量を最小限に抑えることができます」と安達氏は言います。
研究者はこれらの約束にとても自信を持っています研究を加速し、大量生産における有機レーザーダイオードの使用に残っている最後の障害を克服するために新興企業KOALA Tech Inc.を設立した新しいデバイス。