英國帝國理工學院科學家在近期《自然 材料》雜誌上發表文章稱,他們通過對一種被稱為PFO的塑膠材質的分子結構進行改進,最終解決了塑膠鐳射二極體的製造難題。這意味著以塑膠半導體作為材質的鐳射二極體有望很快應用於CD播放器等電子產品中。
目前在各類電子產品中被廣泛應用的鐳射二極體都是由無機半導體材料製成的,如砷化鎵、氮化鎵及其相關合金等。電流的正負電荷在鐳射二極體的材料內部相結合產生出鐳射發生需要的初始光,之後,初始光被驅動多次來回穿梭于半導體材料,並且每穿過一次光強都會增加,那麼一段時間以後,一束髮散性小、強度高、定向性好的鐳射束就產生了。
在過去的20年裏,儘管在有機分子半導體領域裏也取得了很多的成就,例如一系列特別塑膠的產生以及很多基於該類塑膠的重要設備都得到了成功的應用,其中包括發光二極體、場效應電晶體以及光敏二極體等。然而,塑膠鐳射二極體卻在近十幾年裏沒有取得任何的突破。直到現在,人們仍然普遍認為塑膠半導體鐳射二極體幾乎不可能生產出來,主要因為這一領域有一個重大阻礙:一種既可以維持足夠大電流又可以提供有效初始光的塑膠材質至今沒有被發現或發明。
現在,帝國理工學院的科學家們找到了符合要求的材料。他們對日本住友化學公司合成的、與藍光塑膠PFO密切關聯的塑膠進行了研究,通過輕微改變該塑膠的化學結構生產出一種新型材料,可以比原材料多傳遞200倍的電荷卻不會損耗它的發光效能,同時也提高了鐳射的產生能力。
該研究小組帶頭人,帝國理工學院物理系多納爾 布拉德利教授說:“這是一次真正的突破。此前的研究大多是為電子設備和光電子設備設計聚合物,只涉及到加強材料的一種特質。然而,結果並不理想,因為當人們嘗試去提高塑膠半導體的發光性能時,導電性能會受到損害,而提高導電性能就會影響其發光性能。”
