В Японии представили первые в мире органические лазерные диоды

Разработчики из Центра исследования органической фотоники и электроники в Университете Кюсю продемонстрировали лазерный диод, построенный на базе органических полупроводников. О технологическом прорыве пишет «EurekAlert!».

Использование лазерных диодов позволит сделать очередной рывок в развитии таких технологий, как биосенсоры, дисплеи, здравоохранение и оптическая связь.

Долгое время органические лазерные диоды считались недостижимой целью в области светоизлучающих устройств. В них используют органические материалы для излучения света вместо неорганических полупроводников, таких как арсенид галлия и нитрид галлия, используемых в традиционных устройствах.

Лазерные диоды во многом похожи на органические светодиоды (OLED), в которых тонкий слой органических молекул излучает свет при подаче электроэнергии. OLED стали популярным выбором для дисплеев смартфонов из-за их высокой эффективности и ярких цветов, которые можно легко изменить, создав новые органические молекулы.

Органические лазерные диоды производят гораздо более чистый свет, но для достижения процесса генерации требуются токи, величины которых выше тех, что используются в светодиодах. Эти экстремальные условия приводили к тому, что ранее исследованные устройства выходили из строя задолго до того, как начиналась генерация излучения.

Ученые из Центра исследований органической фотоники и электроники в Университете Кюсю сообщили, что они реализовали органические полупроводниковые лазерные диоды.

«Я думаю, что многие люди в научном сообществе сомневались, увидим ли мы когда-нибудь реализацию органического лазерного диода, — говорит Атула С. Д. Санданаяка, ведущий автор статьи. — Но благодаря улучшенным материалам и новым устройствам мы наконец сделали это».

Важным шагом в генерации является подача большого количества электрического тока в органические слои для достижения состояния, называемого инверсией населенности. Однако высокое сопротивление многих органических материалов затрудняет получение достаточного количества электрических зарядов до того, как сами материалы нагреются и сгорят.

Вдобавок ко всему различные процессы потерь, присущие большинству органических материалов и устройств, работающих при высоких токах, снижают эффективность, повышая необходимый ток еще выше.

Чтобы преодолеть эти препятствия, исследовательская группа использовала высокоэффективный органический светоизлучающий материал (BSBCz) с относительно низким сопротивлением электричеству и небольшими потерями — даже при подаче большого количества электричества. Но одного правильного материала было недостаточно.

Фото: Схематическое представление органического полупроводника лазерного диода, производящего голубое лазерное излучение при электрическом возбуждении

Они также разработали конструкцию устройства с решеткой из изоляционного материала поверх одного из электродов, используемых для подачи электричества в тонкие органические пленки. Известно, что такие сетки — так называемые распределенные структуры обратной связи — создают оптические эффекты, необходимые для генерации, но исследователи сделали еще один шаг вперед.

«Оптимизируя эти сетки, мы смогли не только получить желаемые оптические свойства, но и контролировать поток электричества в устройствах и минимизировать количество электричества, необходимое для наблюдения генерации от органической тонкой пленки», — говорит Адачи.

Исследователи настолько уверены в обещании этих новых устройств, что основали начинающую компанию KOALA Tech Inc., чтобы ускорить исследования и преодолеть последние препятствия, оставшиеся для использование органических лазерных диодов в массовом производстве.

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Ученые преодолели одно из ключевых препятствий для термоядерной энергетики
Наука
Телескоп «Джеймс Уэбб» показал детали космической Конской Головы
Космос
Ученые выяснили, как парниковые газы влияют на распространение болезней
COVID-19
Найдены доказательства необычной силы магнитного поля Земли в прошлом
Наука
Посмотрите, как быстро робот-гуманоид управляется с домашними задачами
Новости
Ядро атома впервые возбудили лазером: это открывает сверхточные измерения времени
Наука
Чек-лист: как обеспечить информационную безопасность маркетплейса
Мнения
Экспериментальный лазер передал данные с зонда «Психея» на расстоянии 226 млн километров
Космос
Посмотрите на самое близкое фото обломка ракеты в космосе
Космос
Ученые нашли следы древних ритуалов майя на благословение
Наука
В Китае появились батареи со сверхбыстрой зарядкой для электрокаров: запас хода составляет 1000 км
Новости
Найдены скрытые «дорожки для мертвых»: их обнаружили с помощью лидара
Наука
Беспилотные грузовики Evocargo начинают работу во «Внуково» в рамках эксперимента
Новости
«Человеческие нейронные сети потребляют около 20 Вт, а искусственные — сотни ватт»
Технологии
Ученые считают, что недалеко от Земли есть «живая» планета
Новости
Китай готов к автономным летающим такси: когда будут первые полеты
Новости
Посмотрите на сотни черных «пауков», которые заполонили Марс весной
Космос
Где похоронен Платон: ученые наконец-то нашли ответ
Наука
Почему мужчины умирают в России на 10 лет раньше женщин: в Минздраве назвали причину
Новости
Крошечный и тонкий экран отслеживает активность мозга во время операции
Новости