بیوتکنولوژی صنعتی

تحقق رؤیای تولید دیودهای لیزری آلی

تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که ایده‌ تولید دیودهای لیزری بلند مدت بر پایه مواد آلی نیمه‌ رسانا کاملاً عملی می‌باشد. با استفاده از نتایج این تحقیقات، می‌توان استفاده‌ لیزر‌ها را در زمینه‌های گوناگونی مانند زیست‌حسگر‌ها، نمایشگر‌ها، سلامت و ارتباطات نوری گسترش داد.


دیودهای لیزری آلی از مواد پایه کربنی برای نشر نور به جای مواد معدنی نیمه‌رسانا مانند آرسنید گالیم و نیترید گالیم استفاده می‌کنند. این لیزرها شباهت بسیاری به دیودهای آلی نشر دهنده‌ نور دارند (OLED)؛ در این دیودها  یک لایه‌ از مواد آلی در واکنش با الکتریسیته از خود نور ساطع می‌کند. OLED به‌دلیل بازدهی بالا و تنوع رنگی که دارد به انتخاب مناسبی برای صفحه نمایشگر موبایل‌های هوشمند تبدیل شده‌ است.

دیودهای لیزری آلی نور خالص‌تری از خود نشر می‌دهند و به همین دلیل کاربردهای فراوانی دارند؛ اما این لیزرها برای رسیدن به فرایند موردنظر به جریان قوی‌تری نسبت به OLED نیاز دارند. این شرایط سخت باعث شده که دستگاه‌های تولید نور مورد استفاده در تحقیقات قبل از این‌که به فرایند مطلوب برسند، شکسته یا تجزیه شوند.

در کنار پیچیدگی پیشرفت در این زمینه، محققان متوجه شدند که ادعاهای قبلی مربوط به تولید الکتریسیته از مواد آلی اشتباه بوده و پدیده‌های دیگری به‌علت عدم شناخت ویژگی‌ها با پدیده‌ لیزرتابی اشتباه گرفته شده‌اند؛ اما حالا دانشمندان مرکز OPERA در دانشگاه  Kyushu به اطلاعات کافی برای نشان دادن دیودهای لیزری آلی دست یافته‌اند.

یکی از گام‌های مهم برای لیزرتابی، تزریق مقدار بسیار زیادی از جریان الکتریکی به لایه‌های آلی برای ایجاد وضعیتی به نام وارونگی جمعیت می‌باشد؛ اما مقاومت بسیار بالای بعضی از مواد آلی در مقابل الکتریسیته باعث شده که قبل از رسیدن به جریان الکتریکی هدف، دستگاه بیش از حد گرم شده و در نهایت بسوزد. درکنار همه‌ این‌ها، بسیاری از مواد آلی و دستگاه‌ها در جریان‌های بسیار بالا بازدهی کمتری پیدا می‌کنند و تحت این شرایط برای رسیدن به حالت مطلوب حتی می‌بایست باز هم جریان را افزایش داد.

بخوانید  تشکیل بیوفیلم باکتریایی بر قارچ‌های خاک

برای غلبه بر این مشکلات یک گروه تحقیقاتی به رهبری پروفسور Chihaya Adachi از ماده‌ای به نام BSBCz برای آزمایش‌های خود استفاده کردند؛ این ماده مقاومت کمی نسبت به الکتریسیته نشان می‌دهد و بازدهی بالایی (حتی در جریان‌های بسیار قوی) دارد. اما برای پیشروی مطالعات پیدا کردن ماده‌ مناسب به تنهایی کافی نبود.

این گروه در ادامه دستگاهی را ساختند که در این وسیله بر روی یکی از الکترود‌هایی که برای انتقال الکتریسیته به فیلم‌های نازک آلی استفاده می‌شود، شبکه‌ای از مواد عایق طراحی شده است؛ این شبکه‌ به شکل‌گیری فرایندهای مورد نیاز برای لیزرتابی کمک می‌کنند.

پروفسور Adachi می‌گوید: “با طراحی این شبکه، ما نه‌ تنها توانستیم ویژگی‌های بصری مطلوب خود را به‌دست آوریم، بلکه توانستیم جریان برق را کنترل کنیم و مقدار الکتریسیته مورد نیاز برای مشاهده لیزرتایی از فیلم کوچک آلی را به حداقل برسانیم.”

اکنون برای سرعت بخشیدن به تحقیقات و غلبه بر موانع نهایی باقی‌مانده برای استفاده از دیودهای لیزری آلی در برنامه‌های تجاری، محققین قصد دارند تا محصولاتی را با استفاده از این فناوری در تاریخ ۲۱ مارس ۲۰۱۹ در شرکت KOALA عرضه کنند و سعی می‌کنند تا پیشرفته‌ترین فناوری انتشار نور آلی را به جهان عرضه کنند.

توسط
Scienmag
منبع
Applied Physics Express
برچسب‌ها
نمایش بیشتر

رضا دهداری

رضا دهداری هستم 20 ساله از بوشهر. در رشته مهندسی نفت در دانشگاه تهران مشغول به تحصیل هستم و به این رشته و همچنین درس شیمی بسیار علاقه مندم.

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

چهـل یـک + = چهـل سـه

دکمه بازگشت به بالا
بستن