據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近日，英國圣安德魯斯大學(xué)（University of St. Andrews）的科學(xué)家表示，他們?cè)陂_發(fā)緊湊型有機(jī)半導(dǎo)體激光器技術(shù)的數(shù)十年挑戰(zhàn)中取得了“重大突破（significant breakthrough）”。

目前，用于通信、傳感、測量、醫(yī)學(xué)、制造等領(lǐng)域的眾多激光器都是基于剛性半導(dǎo)體晶體（例如砷化鎵），而有機(jī)半導(dǎo)體是一種較新的激光器材料，由碳鏈或碳環(huán)以及其它元素組成的分子，具有柔性并可發(fā)射可見光，使得電子設(shè)備的制造變得簡單，現(xiàn)在廣泛用于大多數(shù)手機(jī)中的有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）屏幕。

圣安德魯斯大學(xué)表示，有機(jī)半導(dǎo)體激光器的一個(gè)局限性是其通常需要另一種激光器來為其供能，該大學(xué)的新聞稿稱：“30年來，研究人員一直在努力克服這一限制，因此圣安德魯斯大學(xué)的科學(xué)家最近開發(fā)出的電驅(qū)動(dòng)有機(jī)半導(dǎo)體激光器尤為重要?！?/p>

據(jù)9月27日《自然（Nature）》期刊報(bào)道，圣安德魯斯大學(xué)取得了上述突破，首先制造了一種光輸出創(chuàng)世界紀(jì)錄的OLED，然后將其與聚合物激光器結(jié)構(gòu)集成。這種新型激光器發(fā)射由短光脈沖組成的綠色激光束。

電驅(qū)動(dòng)有機(jī)半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)

目前，這主要是一項(xiàng)科學(xué)研究突破，但隨著未來的發(fā)展，激光器有可能與OLED顯示器集成，可實(shí)現(xiàn)光譜學(xué)應(yīng)用以檢測疾病和環(huán)境污染物。

Ifor Samuel教授評(píng)論道：“采用有機(jī)材料制造電驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器對(duì)世界各地的研究人員來說是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在，經(jīng)過多年的努力，我們很高興能夠制造出這種新型激光器?！?/p>

Graham Turnbull教授補(bǔ)充道：“我們希望這種新型激光器在制造過程中使用更少的能源，并且在未來將產(chǎn)生跨可見光譜的激光?！?/p>

刊登于《自然（Nature）》期刊上的論文解釋了圣安德魯斯大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)如何克服低電流密度和“將電荷注入增益介質(zhì)導(dǎo)致的無法容忍的損耗”等常見有機(jī)半導(dǎo)體問題。

該論文指出：“科研人員通過開發(fā)一種集成器件結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)損耗的減少，該結(jié)構(gòu)可以有效地將具有極高內(nèi)部光生成能力的OLED與聚合物分布式反饋激光器結(jié)合起來。在集成結(jié)構(gòu)的電驅(qū)動(dòng)下，可以觀察到光輸出與驅(qū)動(dòng)電流的閾值，具有窄發(fā)射光譜并在閾值之上形成激光束?！?/p>

“我們的研究結(jié)果提供了一種以前從未被證明過的有機(jī)電子器件，并表明OLED的間接電泵浦是實(shí)現(xiàn)電驅(qū)動(dòng)有機(jī)半導(dǎo)體激光器的一種非常有效的方法。這為可見光激光器提供了一種方法，可以在光譜學(xué)、計(jì)量學(xué)和傳感領(lǐng)域得到應(yīng)用。”

該論文的結(jié)論是：“科研人員已經(jīng)展示了一種集成器件方法，可以在有機(jī)半導(dǎo)體中實(shí)現(xiàn)電驅(qū)動(dòng)激光器，從而解決了有機(jī)光電子學(xué)中的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。這種方法克服了有機(jī)或混合鈣鈦礦激光器直接電注入嘗試中常見的主要困難，同時(shí)保留了工作優(yōu)勢?！?/p>