Bruk av laserdioder vil gjøre det mulig å gjøre nok et gjennombrudd i utviklingen av teknologier som f.eks
Langtids organiske laserdioderble ansett som et uoppnåelig mål innen lysemitterende enheter. De bruker organiske materialer for å avgi lys i stedet for uorganiske halvledere som galliumarsenid og galliumnitrid som brukes i tradisjonelle enheter.
Laserdioder ligner på organiske dioder på mange måter.Lysemitterende dioder (OLED), der et tynt lag med organiske molekyler sender ut lys når elektrisk kraft tilføres. OLED-er har blitt et populært valg for smarttelefonskjermer på grunn av deres høye effektivitet og livlige farger som enkelt kan modifiseres ved å lage nye organiske molekyler.
Organiske laserdioder produserer mye merrenere lys, men for å oppnå generasjonsprosessen kreves strømmer høyere enn de som brukes i LED. Disse ekstreme forholdene førte til at tidligere studerte enheter mislyktes lenge før stråling begynte å bli generert.
Forskere fra Organic Photonics and Electronics Research Center ved Kyushu University rapporterte at de har realisert organiske halvlederlaserdioder.
"Jeg tror mange mennesker i det vitenskapelige miljøettvilte på om vi noen gang ville se implementeringen av en organisk laserdiode, sier Atula S. D. Sandanayaka, hovedforfatter av papiret. "Men takket være forbedrede materialer og nye enheter klarte vi det endelig."
Et viktig skritt i generasjonen er tilbudet av storemengde elektrisk strøm inn i de organiske lagene for å oppnå en tilstand som kalles populasjonsinversjon. Den høye motstanden til mange organiske materialer gjør det imidlertid vanskelig å generere nok elektriske ladninger før materialene selv varmes opp og brenner.
På toppen av dette reduserer ulike tapsprosesser som er iboende i de fleste organiske materialer og enheter som opererer med høye strømmer effektiviteten, og øker den nødvendige strømmen enda høyere.
Å overvinne disse hindringeneForskningsgruppen brukte høy ytelse organisk lysemitterende materiale (BSBCz) med relativt lav motstand mot elektrisitet og små tap - selv med store mengder elektrisitet. Men det rette materialet alene var ikke nok.
Foto: Skjematisk fremstilling av en organisk halvlederlaserdiode som produserer blå laserstråling når den er elektrisk opphisset.
De utviklet også en enhetsdesign medet rutenett av isolasjonsmateriale over en av elektrodene som brukes til å levere strøm til de tynne organiske filmene. Slike rutenett - kalt distribuerte tilbakemeldingsstrukturer - er kjent for å produsere de optiske effektene som trengs for lasering, men forskerne tok det et skritt videre.
"Ved å optimalisere disse maskene, klarte vi ikke bareoppnå de ønskede optiske egenskapene, men kontroller også strømmen av elektrisitet i enhetene og minimer mengden elektrisitet som trengs for å observere lasering fra en organisk tynn film, sier Adachi.
Forskere er så selvsikker i løftet om disseDe nye enhetene som grunnla oppstartsselskapet KOALA Tech Inc. for å akselerere forskning og overvinne de siste hindringene som gjenstår for bruk av organiske laserdioder i masseproduksjon.