29/10/2015 - Ein neues organisches Molekül für die Entwicklung einer nachhaltigeren Lasertechnologie

Menéame

El Laser (Light Amplization by Stimulated Emission of Radiation) hat eine starke Präsenz in unserem Alltag. Heute finden wir Laser in sehr unterschiedlichen Bereichen unserer Zeit, wie Medizin, Industrie oder wissenschaftliche Forschung. Seine Eigenschaften ermöglichen beispielsweise neue Protokolle in der Chirurgie, das Schneiden von Materialien mit hoher Präzision oder das Aufzeichnen und Verarbeiten großer Mengen an Informationen. Es handelt sich um eine stimulierte Lichtemission, wie ihr eigener Name zeigt, bei der zwei Photonen genau die gleiche Energie aus einem erregten Photon erzeugt werden, d. h. mit einem hohen Maß an Kohärenz, Monochromatizität und Energiefluss. 

Los anorganische Materialien Von denen die Laser gewöhnlich entwickelt wurden, sind sowohl auf Energie- als auch auf wirtschaftlicher Ebene hohe Kosten zu erwarten. Darüber hinaus bringt seine Herstellung eine starke Rückstandsgehalt die sich unmittelbar auf die Umwelt auswirken. In diesem Sinne erforscht die Wissenschaft seit Jahrzehnten organische Materialien, die die Produktion erheblich erleichtern würden. Wie bereits erwähnt Juan Verheiratet, Forscher der Universität Malaga, dies würde "eine stärkere Demokratisierung des Einsatzes von Technologiegeräten, einschließlich Lasern, bedeuten, da aufgrund ihres niedrigen Preises mehr Menschen Zugang zu deren Nutzung haben könnten."

Eine kooperative Forschungsarbeit, an der die Universität Malaga, Universität Alicante und Universität Tokio, die als Lasermaterialien von Molekülen auf der Grundlage von Oligoparaphenylen-vinylen, intramolekular rigidiert (COPVn genannt) verwendet wurden. Wie Professor Verheiratet erklärt, bestehen diese hauptsächlich aus Kohlenstoff und Wasserstoff, ohne dass andere schwere Atome enthalten würden, was sie zu einer ökologischen Alternative und viel weniger Energieverschwendung machen würde. Die erreichte Stabilität der COPVs ist einer der wichtigsten Beiträge dieser Studie, da sie die Emission über einen längeren Zeitraum ohne Verschlechterung ermöglichen wird. In den nächsten Tagen wird Paula Mayorga eine Doktorarbeit am Institut für Physik der Universität von Malaga über diese Moleküle verteidigen.

Wie die Untersuchung erklärt, "Carbon-bridged oligo(p-phenylenevinylene) for solution processible, photo-stable and broadly tunable organic solid-state lasers", veröffentlicht in der Zeitschrift Nature Communications, die Schlüssel des Designs für Laseremissionen mit geringer Erregung und Effizienz sind die Steifigkeit und Plattheit seiner Struktur sowie der Stereoschutz seines Kohlenstoffskeletts, das die Minimierung anderer funktechnischer Prozesse fördert. Darüber hinaus wird dieses organische Molekül dank seiner Verdünnung in organischen Lösungsmitteln die Verarbeitung auf einem Niveau der Nano-Miniaturisierung oder dichten Geräten ermöglichen. Die Anwendung dieser Moleküle als zukünftige organische Laser ist auf dem Patentweg.

Eine weitere wichtige Eigenschaft dieser Oligomere in Lasergeräten ist, dass sie die Farbmodulation in nahezu dem gesamten sichtbaren Spektrum dank ihrer kontrollierten molekularen Größe ermöglichen. Einfarbiges Licht, bestehend aus Komponenten einer einzigen Farbe, ist eine der grundlegenden Eigenschaften des Lasers. Die Tatsache, dass die verwendeten Verbindungen Halbleiter sind, eröffnet wiederum die Möglichkeit, sie für die Entwicklung elektrisch erregter organischer Laser zu verwenden, was eine der größten Herausforderungen im Bereich der Elektronik und der Photonik darstellt. Bislang erfolgt die Erregung von organischen Lasern auf optische Weise, da die elektrische Pumpe sehr intensive elektrische Felder erfordert und organische Materialien zerbrechlich sind.

Diese Untersuchung ist von besonderer Bedeutung, da 2015 die Internationales Jahr des Lichts und der Technologien auf der Grundlage des Lichts. Dies hat die Generalversammlung der Vereinten Nationen beschlossen, wie sie in ihrer Erklärung erklärt, "um die Bedeutung des Lichts und der LICHT-basierten Technologien für das Leben der Menschen in der Welt und für die künftige Entwicklung der Gesellschaft anzuerkennen."

Ref.

Marta Morales-Vidal, Pedro G. Boj, José M. Villavilla, José A. Quintana, Qifan Yan, Nai-ti Lin, Xiaozhang Zhu, Nopporn Ruangsupapichat, Juan Casado, Hayato Tsuji, Eiichi Nakamura, María A. Díaz García. "Carbon-bridged oligo(p-phenylenevinylene) for solution processable, photo-stable and broadly tunable organic solid-state lasers", Nature Communications 6, 8458. Disponible en línea: http://dx.doi.org/10.1038/ncomms9458

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Universität Malaga

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