Användningen av laserdioder kommer att göra det möjligt att göra ytterligare ett genombrott i utvecklingen av teknologier som t.ex
Organiska laserdioder under lång tidansågs vara ett ouppnåeligt mål inom området för ljusavgivande anordningar. De använder organiska material för att avge ljus istället för oorganiska halvledare som galliumarsenid och galliumnitrid som används i traditionella enheter.
Laserdioder liknar organiska dioder på många sätt.Ljusemitterande dioder (OLED), i vilka ett tunt lager av organiska molekyler sänder ut ljus när elektrisk kraft appliceras. OLED har blivit ett populärt val för smartphone-skärmar på grund av deras höga effektivitet och livfulla färger som enkelt kan modifieras genom att skapa nya organiska molekyler.
Organiska laserdioder producerar mycket merrenare ljus, men för att uppnå genereringsprocessen krävs högre strömmar än de som används i lysdioder. Dessa extrema förhållanden gjorde att tidigare studerade enheter misslyckades långt innan strålning började genereras.
Forskare från Organic Photonics and Electronics Research Center vid Kyushu University rapporterade att de har realiserat organiska halvledarlaserdioder.
"Jag tror att många människor i det vetenskapliga samfundettvivlade på om vi någonsin skulle se implementeringen av en organisk laserdiod, säger Atula S. D. Sandanayaka, huvudförfattare till tidningen. "Men tack vare förbättrade material och nya enheter gjorde vi det äntligen."
Ett viktigt steg i produktionen är utbudet av storamängd elektrisk ström in i de organiska lagren för att uppnå ett tillstånd som kallas populationsinversion. Den höga resistansen hos många organiska material gör det dock svårt att generera tillräckligt med elektriska laddningar innan materialen själva värms upp och brinner.
Utöver detta minskar olika förlustprocesser som är inneboende i de flesta organiska material och enheter som arbetar med höga strömmar effektiviteten, vilket höjer den erforderliga strömmen ännu högre.
Att övervinna dessa hinderForskargruppen använde högpresterande organiskt ljusemitterande material (BSBCz) med relativt låg motståndskraft mot el och små förluster - även med stora mängder el. Men det rätta materialet var inte ens nog.
Foto: Schematisk representation av en organisk halvlederlaserdiod som producerar blå laserstrålning när den är elektriskt upphetsad.
De utvecklade också en enhetsdesign medett rutnät av isoleringsmaterial över en av elektroderna som används för att leverera elektricitet till de tunna organiska filmerna. Sådana rutnät – så kallade distribuerade återkopplingsstrukturer – är kända för att producera de optiska effekter som behövs för lasring, men forskarna tog det ett steg längre.
"Genom att optimera dessa maskor kunde vi inte barafå de önskade optiska egenskaperna, men också kontrollera flödet av elektricitet i enheterna och minimera mängden elektricitet som behövs för att observera lasring från en organisk tunn film”, säger Adachi.
Forskare är så säkra på dessa löftenDe nya enheter som grundade startföretaget KOALA Tech Inc. för att påskynda forskning och övervinna de sista hindren kvar för användning av organiska laserdioder i massproduktion.