編者按：英國(guó)科學(xué)家破解塑料激光二極管制造的難題，這意味著以塑料半導(dǎo)體作為材質(zhì)的激光二極管有望很快應(yīng)用于CD播放器等電子產(chǎn)品中。 英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院科學(xué)家在近期《自然•材料》雜志上發(fā)表文章稱(chēng)，他們通過(guò)對(duì)一種被稱(chēng)為PFO的塑料材質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，最終解決了塑料激光二極管的制造難題。這意味著以塑料半導(dǎo)體作為材質(zhì)的激光二極管有望很快應(yīng)用于CD播放器等電子產(chǎn)品中。 目前在各類(lèi)電子產(chǎn)品中被廣泛應(yīng)用的激光二極管都是由無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料制成的，如砷化鎵、氮化鎵及其相關(guān)合金等。電流的正負(fù)電荷在激光二極管的材料內(nèi)部相結(jié)合產(chǎn)生出激光發(fā)生需要的初始光，之后，初始光被驅(qū)動(dòng)多次來(lái)回穿梭于半導(dǎo)體材料，并且每穿過(guò)一次光強(qiáng)都會(huì)增加，那么一段時(shí)間以后，一束發(fā)散性小、強(qiáng)度高、定向性好的激光束就產(chǎn)生了。 在過(guò)去的20年里，盡管在有機(jī)分子半導(dǎo)體領(lǐng)域里也取得了很多的成就，例如一系列特別塑料的產(chǎn)生以及很多基于該類(lèi)塑料的重要設(shè)備都得到了成功的應(yīng)用，其中包括發(fā)光二極管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及光敏二極管等。然而，塑料激光二極管卻在近十幾年里沒(méi)有取得任何的突破。直到現(xiàn)在，人們?nèi)匀黄毡檎J(rèn)為塑料半導(dǎo)體激光二極管幾乎不可能生產(chǎn)出來(lái)，主要因?yàn)檫@一領(lǐng)域有一個(gè)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料材質(zhì)至今沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)或發(fā)明。 現(xiàn)在，帝國(guó)理工學(xué)院的科學(xué)家們找到了符合要求的材料。他們對(duì)日本住友化學(xué)公司合成的、與藍(lán)光塑料PFO密切關(guān)聯(lián)的塑料進(jìn)行了研究，通過(guò)輕微改變?cè)撍芰系幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)生產(chǎn)出一種新型材料，可以比原材料多傳遞200倍的電荷卻不會(huì)損耗它的發(fā)光效能，同時(shí)也提高了激光的產(chǎn)生能力。 該研究小組帶頭人，帝國(guó)理工學(xué)院物理系多納爾•布拉德利教授說(shuō)：“這是一次真正的突破。此前的研究大多是為電子設(shè)備和光電子設(shè)備設(shè)計(jì)聚合物，只涉及到加強(qiáng)材料的一種特質(zhì)。然而，結(jié)果并不理想，因?yàn)楫?dāng)人們嘗試去提高塑料半導(dǎo)體的發(fā)光性能時(shí)，導(dǎo)電性能會(huì)受到損害，而提高導(dǎo)電性能就會(huì)影響其發(fā)光性能?！? 研究小組成員保羅•斯塔夫里諾補(bǔ)充說(shuō)，對(duì)PFO結(jié)構(gòu)的修改則使研究人員成功地協(xié)調(diào)了這兩個(gè)先前水火不容的特性，這意味著塑料發(fā)光二極管將成為現(xiàn)實(shí)。 塑料激光二極管的優(yōu)勢(shì)并不僅僅在于它的生產(chǎn)成本低廉以及其易整合的特性，它將比目前的激光二極管擁有更多優(yōu)點(diǎn)。目前可用的激光二極管不能涵蓋所有的可見(jiàn)光譜，這限制了顯示器和分光鏡的應(yīng)用，而應(yīng)用于波導(dǎo)和光學(xué)纖維的標(biāo)準(zhǔn)塑料則可以覆蓋全部波長(zhǎng)。這種新型塑料激光二極管也能夠產(chǎn)生從近紫外到近紅外的更廣泛的波長(zhǎng)。