Первый органический лазер — то есть сделанный из материала на основе углерода — был создан в 1992 году. Однако он использовал отдельный источник света для активной среды, что делало конструкцию более громоздкой. С тех пор ученые пытались найти способ сделать органические лазеры, которые бы работали только на электрическом поле, но добиться этого не получалось, рассказывает Physics World.

Существует две основных стратегии для разработки и электрических органических лазеров. Первая — соединять электрические контакты с активной средой лазера и проводить через нее заряды. Однако такой лазер сделать сложно, потому что заряды поглощают свет спектра люминисценции материала при помощи так называемых триплетных состояний. Сами контакты тоже поглощают свет. Поскольку лазеру требуется компенсировать потери, абсорбция света становится огромной проблемой.

Ученые из Университета св. Андрея пошли вторым путем. Они отделили заряды, триплеты и контакты от активной среды. Для этого им пришлось сделать пульсирующий синий органический светодиод с рекордной интенсивностью светоотдачи. Затем они нашли способ соединить весь свет светодиода в лазере, который они изготовили из тонкого слоя полупроводящего полимера, излучающего зеленый свет.

«Сначала мы изготовили OLED и лазерный резонатор по отдельности, прежде чем перенесли светодиод, на подложке толщиной несколько микрон, на поверхность лазерного волновода, — пояснил Айфор Сэмюэль, один из руководителей проекта. — Аккуратная интеграция двух этих секций была необходима для активной среды, чтобы получить интенсивную электролюминесценцию, возникающую внутри светодиода».

Новый органический полупроводниковый лазер можно интегрировать в медицинские устройства, в которых используются лазеры для диагностики или наблюдения за симптомами. Без отдельного источника света такой прибор станет более практичным.

Повозившись с материалами, входящими в состав перовскитовых светодиодов, более дешевых и простых в изготовлении, чем обычные, ученые из Стэнфорда значительно повысили их яркость, энергетическую эффективность и срок службы. Дальнейшие изыскания позволили еще больше поднять первые два показателя за счет резкого сокращения последнего.