Japanilaiset tutkijat ovat osoittaneet, että pitkään tavoiteltu, orgaanisiin puolijohteisiin perustuva laserdiodi on todellakin mahdollista. Orgaaniset laserdiodit ovat monin tavoin samanlaisia kuin orgaaniset valoa säteilevät diodit (OLED), joissa ohut kerros orgaanisia molekyylejä säteilee valoa sähkön avulla.
Orgaaniset laserdiodit tuottavat puhtaampaa valoa, mikä mahdollistaa lisäsovellukset. Ne kuitenkin vaativat suurempia virtoja kuin OLED-piireissä käytettävät. Suuremmat virrat aiheuttivat aikaisemmin tutkittujen laitteiden hajoamisen ennen laseroinnin ilmenemistä.
Lisäksi aikaisemmat väitteet orgaanisesti tuotetuista laseroinnista orgaanisista materiaaleista osoittautuivat vääriksi useaan kertaan samalla kun muut ilmiöt olivat virheellisiä laseroinnille riittämättömän karakterisoinnin vuoksi.
Mutta nyt Kyushun yliopiston orgaanisen fotoniikan ja elektroniikan tutkimuksen keskuksen (OPERA) tutkijat raportoivat, että orgaaniset puolijohteiset laserdiodit voidaan vihdoin toteuttaa. Kriittinen askel laseroinnissa on riittävän sähkövirran ajo orgaanisiin kerroksiin, jotta saavutetaan populaatioinversio. Monien orgaanisten materiaalien suuri resistanssi tekee kuitenkin hankalaksi saada riittävästi sähkövarauksia materiaaleihin ennen kuin ne kuumenevat ja savuavat.
Nyt professori Chihaya Adachin johtama tutkimusryhmä käytti erittäin tehokasta orgaanista valoa säteilevää materiaalia (BSBCz), jolla oli suhteellisen alhainen resistanssi ja pieni hävikki, vaikka siihen injektoidaan myös suuria sähkömääriä. Mutta oikean materiaalin saaminen yksin ei riittänyt.
Tutkijat suunnittelivat myös piirirakenteen, jossa oli eristemateriaalinen hila yhden elektrodin päällä, jota käytettiin sähkön injektoimiseen ohuisiin orgaanisiin kalvoihin. Tällaisen hajautetun takaisinkytkentärakenteen tiedetään tuottavan laserointiin tarvittavat optiset vaikutukset, mutta tutkijat veivät idean askeleen pidemmälle.
- Optimoimalla näitä rakenteita emme saaneet aikaan vain haluttuja optisia ominaisuuksia, vaan pystyimme myös kontrolloimaan rakenteen sähkövirtausta ja minimoimaan sähkön määrän, jota tarvitaan laseroinnin ilmenemiseen orgaanisesta ohutkalvosta, sanoo Adachi.
Tutkijat ovat niin luottavaisia näiden uusien rakenteiden lupaukseen, että he perustivat KOALA Tech -yrityksen tutkimuksen nopeuttamiseksi ja jäljellä olevien esteiden ylittämiseksi saadakseen orgaaniset laserdiodit kaupallisiin sovelluksiin.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 13.6.2019
ETNdigi 2/2024 -lehti käsittelee laajasti elektroniikka-alan innovaatioita, erityisesti sulautettuja järjestelmiä ja kehittyvää tekoälyä. Lehdessä esitellään esimerkiksi LUMI-supertietokoneen roolia tekoälymallien kehittämisessä Suomessa. Uutiskattauksen lisäksi mukana on useita syvemmälle eri tekniikoihin sukeltavia artikkeleita.
NordPass on julkaissut kuudetta kertaa vuotuisen 200 yleisintä salasanaa -tutkimuksensa, joka paljastaa kansainvälisesti suositut salasanat sekä 44 eri maan salasanat. Maailmalla yleisin salasana on nerokas ”123456” ja Suomen yleisimpänä jatkaa kestosuosikki ”qwerty123”.
Tulevaisuuden autot nojaavat yhä tiukemmin nopeaan datansiirtoon. Tämän dataväylän pitää perustua standardiin. Sellainen on PCIe-väylä, kertoo Microchip.