科学家研制出电驱动有机半导体激光器

a, TSBF 和 BBEHP-PPV 的化学结构。b, 电驱动激光器的横截面示意图；黄色箭头表示激光反馈和输出。c, 示意图俯视图；灰色箭头表示注入电荷的横向路径。插图，运行中的激光表面图像。比例尺：1 毫米（c,d）。ETL，电子传输层；BPhen，4,7-二苯基-1,10-菲罗啉；TPBi，1,3,5-三（1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基）苯；HBL，空穴阻挡层；EML，发射层；EBL，电子阻挡层；PCzAc，9,10-二氢-9,9-二甲基-10-（9-苯基-9H-咔唑-3-基）-吖啶；TCTA，4,4′,4′′-三(咔唑-9-基)三苯胺；HTL，空穴传输层；F6-TCNNQ，2,2′-(全氟萘-2,6-二亚基)二丙二腈；TAPC，1,1-双(4-(N,N-二(对甲苯基)氨基)苯基)环己烷；PVPy，聚乙烯吡咯烷酮；HSQ，氢硅倍半氧烷。来源：《自然》（2023 年）。DOI: 10.1038/s41586-023-06488-5
 

圣安德鲁斯大学的科学家们正在引领一项长达数十年之久的挑战，即开发紧凑型激光技术。

激光在全球通信、医疗、勘测、制造和测量领域有着广泛的应用。它们被用于在互联网上传输信息，用于医疗，甚至用于手机上的面部扫描仪。这些激光器大多由坚硬、易碎的半导体晶体制成，如砷化镓。

有机半导体是一类较新的电子材料。它们柔韧、以碳为基础并能发出可见光，可以简单地制造电子设备。目前，它们被广泛用于大多数手机的有机发光二极管（OLED）屏幕。

有机半导体激光器的一个局限是，它们通常需要另一种激光器为其供电。30 年来，研究人员一直在努力克服这一限制，因此，圣安德鲁斯大学的科学家们最近开发出一种电驱动有机半导体激光器就显得尤为重要。

据《自然》（Nature）杂志报道，该团队首先制造出一种光输出创世界纪录的有机发光二极管，然后将其与聚合物激光器结构小心地结合在一起，从而取得了这一突破。这种新型激光器能发出由短光脉冲组成的绿色激光束。

目前，这主要是一项科学突破，但随着未来的发展，这种激光器有可能与 OLED 显示器集成，实现两者之间的通信，或用于光谱学，以检测疾病和环境污染物。

Ifor Samuel教授评论说："用有机材料制造电驱动激光器一直是全世界研究人员面临的巨大挑战。现在，经过多年的努力，我们很高兴能够制造出这种新型激光器。

格雷厄姆-特恩布尔教授补充说："我们希望这种新型激光器在制造过程中使用更少的能量，并在未来产生跨越可见光谱的激光。
 

参考资料

Ifor Samuel, Electrically driven organic laser using integrated OLED pumping, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06488-5. www.nature.com/articles/s41586-023-06488-5

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