圖1所示。有機(jī)半導(dǎo)體激光二極管在電激勵(lì)下產(chǎn)生藍(lán)色激光發(fā)射的原理圖

有機(jī)激光二極管從夢想走向現(xiàn)實(shí):深入的特性描述表明，通過直接電刺激有機(jī)薄膜實(shí)現(xiàn)激光發(fā)射是可能的，考拉科技公司成立是為了進(jìn)一步發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)

來自日本的研究人員證明，一種基于有機(jī)半導(dǎo)體的激光二極管確實(shí)是可能的，這為激光在生物傳感、顯示器、醫(yī)療和光通信等領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)展鋪平了道路。

有機(jī)激光二極管長期被認(rèn)為是發(fā)光器件領(lǐng)域的圣杯，它使用碳基有機(jī)材料來發(fā)光，而不是傳統(tǒng)器件中使用的無機(jī)半導(dǎo)體，如砷化鎵和氮化鎵。

這種激光器在許多方面類似于有機(jī)發(fā)光二極管(oled)，在oled中，一層薄薄的有機(jī)分子在通電時(shí)發(fā)光。oled因其高效率和充滿活力的顏色而成為智能手機(jī)顯示屏的熱門選擇，通過設(shè)計(jì)新的有機(jī)分子很容易改變這種顏色。

有機(jī)激光二極管能產(chǎn)生更純凈的光，從而實(shí)現(xiàn)更多的應(yīng)用，但它們需要比oled中使用的電流大得多的電流才能實(shí)現(xiàn)lasing過程。這些極端條件導(dǎo)致先前研究的器件在lasing被觀測到之前就被破壞了。

更復(fù)雜的進(jìn)展是，先前關(guān)于由有機(jī)材料產(chǎn)生的電致激光的說法在很多情況下都被證明是錯(cuò)誤的，由于沒有充分的表征，其他現(xiàn)象被誤認(rèn)為是激光。

但是現(xiàn)在，九州大學(xué)有機(jī)光子學(xué)和電子學(xué)研究中心(OPERA)的科學(xué)家們在《應(yīng)用物理學(xué)》雜志上發(fā)表報(bào)告稱，他們有足夠的數(shù)據(jù)令人信服地表明，有機(jī)半導(dǎo)體激光二極管終于實(shí)現(xiàn)了。

“我認(rèn)為社區(qū)中很多人都懷疑我們是否會(huì)有一天看到一個(gè)有機(jī)激光二極管的實(shí)現(xiàn),“Atula s . d . Sandanayaka說該論文的第一作者,“但通過減緩拉近與改善材料的各種性能的局限性和新設(shè)備結(jié)構(gòu),我們終于做到了。”

激光激射的一個(gè)關(guān)鍵步驟是向有機(jī)層注入大量電流，以達(dá)到一種稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的條件。然而，許多有機(jī)材料的高電阻使它們很難在加熱和燃燒之前獲得足夠的電荷。

最重要的是，大多數(shù)有機(jī)材料和設(shè)備在高電流下固有的各種損耗過程會(huì)降低效率，將必要的電流推得更高。

為了克服這些障礙，由Chihaya Adachi教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組使用了一種高效的有機(jī)發(fā)光材料(BSBCz)，這種材料對電的電阻相對較低，損耗也很小——即使注入了大量的電。但是僅僅有正確的材料是不夠的。

他們還設(shè)計(jì)了一種設(shè)備結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)電極上有一個(gè)絕緣材料網(wǎng)格，用于將電注入有機(jī)薄膜。這種網(wǎng)格結(jié)構(gòu)被稱為分布式反饋結(jié)構(gòu)，已知可以產(chǎn)生激光發(fā)射所需的光學(xué)效果，但研究人員又向前邁進(jìn)了一步。

“通過優(yōu)化這些網(wǎng)格，我們不僅可以獲得所需的光學(xué)性能，還可以控制設(shè)備中的電流，并將觀察有機(jī)薄膜的激光發(fā)射所需的電量降到最低，”安達(dá)奇說。

研究人員對這些新設(shè)備的前景充滿信心，他們于2019年3月22日成立了初創(chuàng)公司考拉科技有限公司(KOALA Tech inc .，九州有機(jī)激光技術(shù)有限公司的簡稱)，以加速研究，并克服在商業(yè)應(yīng)用中使用有機(jī)激光二極管的最后障礙。

無尾熊科技公司的創(chuàng)始成員Chihaya Adachi教授、Jean-Charles Ribierre博士、Fatima Bencheikh博士和Takashi Fujihara博士現(xiàn)在正在努力改進(jìn)他們的有機(jī)激光二極管的性能，將這種最先進(jìn)的有機(jī)發(fā)光技術(shù)帶到世界上。

總結(jié)

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