九州大學(xué)的研究人員表示，基于有機(jī)半導(dǎo)體的激光二極管已經(jīng)證明了通過有機(jī)薄膜的直接電刺激的激射是可能的。

研究人員表示，有機(jī)激光二極管可產(chǎn)生純凈的光，但它們需要的電流大于OLED中用于實(shí)現(xiàn)激光發(fā)射過程的電流。許多有機(jī)材料的高電阻使得材料在加熱和燒壞之前很難獲得足夠的電荷。此外，大多數(shù)有機(jī)材料和在高電流下工作的器件固有的各種損耗過程會(huì)降低效率，從而將所需的電流提高得更高。

九州大學(xué)有機(jī)光子學(xué)與電子研究中心的研究人員報(bào)道的一種發(fā)射藍(lán)光的有機(jī)激光二極管。

為了克服這些挑戰(zhàn)并成功演示有機(jī)激光二極管，由Chihaya Adachi教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組使用了一種稱為BSBCz的高效有機(jī)發(fā)光材料，它具有相對(duì)較低的電阻和低損耗，即便是當(dāng)注入大量電力時(shí)也是如此。

研究人員設(shè)計(jì)了一種器件結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)絕緣材料網(wǎng)格位于其中一個(gè)電極頂部，用于向有機(jī)薄膜注入電能。已知這種稱為分布式反饋結(jié)構(gòu)的柵格產(chǎn)生激光所需的光學(xué)效應(yīng)。“通過優(yōu)化這些網(wǎng)格，我們不僅可以獲得所需的光學(xué)特性，還可以控制設(shè)備中的電流，并最大限度地減少觀察有機(jī)薄膜激光所需的電量，”Adachi說。

在電激勵(lì)下產(chǎn)生藍(lán)色激光發(fā)射的有機(jī)半導(dǎo)體激光二極管的示意圖。

研究人員觀察了電流注入下的激光發(fā)射。由于電荷載流子和三重態(tài)激子，它們將成功發(fā)射歸因于激光波長(zhǎng)與顯著吸收的明顯分離，以及由于分布式反饋結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的電接觸造成的光學(xué)損耗的減少，以及BSBCz有機(jī)薄膜的低激光閾值 —— 這使得研究人員能夠在器件退化發(fā)生之前觀察電流注入激光。

研究人員成立了創(chuàng)業(yè)公司KOALA Tech Inc. —— 九州有機(jī)激光技術(shù)公司的簡(jiǎn)稱，公司的創(chuàng)辦將加速他們的研究并克服他們認(rèn)為在有機(jī)激光二極管可用于商業(yè)應(yīng)用之前仍然存在的最終障礙。KOALA Tech Inc.的創(chuàng)始成員現(xiàn)正致力于改善其有機(jī)激光二極管的性能，以用于生物傳感、顯示器、醫(yī)療保健和光通信等應(yīng)用。

“我認(rèn)為社區(qū)中的許多人都懷疑我們是否真的有一天會(huì)看到有機(jī)激光二極管的實(shí)現(xiàn)，但是通過改進(jìn)材料和新設(shè)備結(jié)構(gòu)減緩各種性能限制，我們終于做到了，” Atula S.D. Sandanayaka教授說。

有機(jī)激光二極管使用碳基有機(jī)材料來發(fā)光而不是無機(jī)半導(dǎo)體，例如砷化鎵和氮化鎵。