Повністю електричний органічний лазер
Повністю електричний органічний лазер
Органічні напівпровідники — матеріали на основі вуглецю — цікаві тим, що вони поєднують оптоелектронні властивості з простим виготовленням, а їхніми оптичними властивостями можна керувати шляхом зміни їхньої хімічної структури. Вони успішно використовуються для виготовлення органічних світлодіодів (OLED, які зараз широко використовуються в дисплеях мобільних телефонів і телевізорів), сонячних елементів, транзисторів і датчиків. Однак створення органічних напівпровідникових лазерів з суто електричним приводом (тобто, без сторонньої оптичної накачки) є дуже складним завданням. Це тому, що органічні напівпровідники зазвичай витримують лише низьку густину струму, страждають від значного поглинання світла інжектованими зарядами та збудження триплетних станів, а також мають додаткові втрати, спричинені контактами. Тому інжекція зарядів у активне середовище призводить до суттєвих втрат.
В новій роботі англійських і українських вчених [1] використано альтернативний підхід: введення зарядів та оптична генерація просторово розділені. Це значно зменшує втрати. Для цього розроблено інтегрований пристрій, в якому ефективно поєднано OLED (з надзвичайно високою — рекордною! — внутрішньою генерацією світла) та полімерний лазер із розподіленим зворотним зв’язком. При збільшенні сили струму через таку інтегровану структуру спостерігалось порогове значення початку випромінювання з вузьким спектром та формуванням світлового променя понад цим порогом. Ці спостереження підтверджують лазерну генерацію. Такі результати вперше демонструють, що непряме електричне накачування за допомогою OLED є дуже ефективним способом реалізації органічного напівпровідникового лазера з електричним приводом.
Отримане випромінювання лежить у видимій області спектра, що дозволить використати такі лазери в спектроскопії, метрології та зондуванні.
1. Yoshida, K., Gong, J., Kanibolotsky, A.L. et al. Electrically driven organic laser using integrated OLED pumping. Nature 621, 746–752 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06488-5 (open access).