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
Китай показал лазерную передачу данных со спутника со скоростью 100 Гбит/с
Космос
Кольцо весом 500 кг упало на Землю: откуда оно — неизвестно
Космос
Болезнь Альцгеймера связали с вирусом, которым заражены миллиарды людей
Наука
В Венгрии нашли древнейшее средневековое захоронение женщины с оружием
Наука
Ученые измерили излучение от смартфонов и сетей связи 5G
Новости
Раскрыта тайна миграции летучих мышей: они могут «оседлать шторм»
Наука
Китай обогнал Starlink: данные с орбиты передали со скоростью 100 Гбит/с
Космос
Найден неуловимый вулкан, который охладил Землю во времена Пушкина
Наука
Полеты к Луне, новый телескоп и анализ астероида: за какими миссиями следить в 2025 году
Кейсы
Как викинги и германцы пересекали Европу: анализ ДНК раскрыл пути древней миграции
Наука
Анализ «генеалогии» использовали для выявления опасных бактерий и вирусов
Наука
Астрофизики отследили источник радиосигнала из далекой галактики
Космос
Робот на водке, тараканы-киборги и механический голубь: необычные устройства 2024 года
Кейсы
Лучшее за 2024 год: интересные статьи партнеров
Кейсы
Борьба с ВИЧ, карта мозга и супер-земля: открытия 2024 года, изменившие мир
Кейсы
Чем запомнился 2024 год в изучении космоса: лунные миссии, успехи Маска и тайны темной материи
Кейсы
Неожиданное место активности гравитационных волн нашли в космосе
Космос
Астрономы нашли гигантский резервуар воды в космосе
Космос
У библейской горы в Иерусалиме обнаружили редкий артефакт
Наука
Кто-то смотрит в космос: посмотрите на туманность с необычной формой
Космос