29/10/2015 - Une nouvelle molécule organique clé pour le développement d'une technologie laser plus durable

Menéame

El laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) a une forte présence dans notre vie quotidienne. Actuellement, nous pouvons trouver des lasers dans des domaines très variés de nos jours, comme la médecine, l'industrie ou la recherche scientifique. Ses propriétés permettent, par exemple, de nouveaux protocoles en chirurgie, de couper des matériaux avec une grande précision ou d'enregistrer et de traiter de grandes quantités d'informations. C'est une émission de lumière stimulée, comme son nom l'indique, par laquelle deux photons de la même énergie sont produits à partir d'un photon initial excité, c'est-à-dire avec un niveau élevé de cohérence, de monochromaticité et de flux d'énergie. 

Los matériaux inorganiques à partir desquels les lasers ont été développés régulièrement, le coût est élevé, tant au niveau énergétique qu'économique. En outre, sa fabrication apporte un fort niveau de déchets qui a une incidence directe sur l'environnement. À cet égard, la science étudie depuis des décennies les matériaux organiques, ce qui faciliterait considérablement la production. Comme indiqué Juan Marado, chercheur de la Université de Malaga, cela signifierait "une plus grande démocratisation de l'utilisation des dispositifs technologiques, y compris les lasers, car étant donné leur faible prix, plus de personnes pourraient avoir accès à leur utilisation."

Un travail de recherche collaboratif, auquel ont participé la Université de Malaga, la Université d'Alicante et la Université de Tokyo, a démontré l'utilisation de molécules à base d'oligopara oligos-vildène rigidifiés intramoléculairement (appelés COPVn). Comme l'explique le professeur Casado, elles consistent essentiellement en carbone et en hydrogène, sans contenir aucun autre type d'atome lourd, ce qui en ferait une alternative écologique et à moindre gaspillage d'énergie. La stabilité des COPVs est l'une des principales contributions de cette étude, car elle permettra des émissions de longue durée sans se détériorer. Dans les prochains jours, Paula Mayorga défendra une Thèse Doctoral au Département de Chimie Physique de l'Université de Malaga sur ces molécules.

Comme l'explique la recherche, "Carbon-bridged oligo(p-phenylenevinylene) for solution processable, photo-stable and broadly tunable organic solid-state lasers" publié dans la revue Nature Communications, les clés de la conception pour obtenir une émission laser à faible énergie d'excitation et efficace sont la rigidité et la planarité de sa structure, ainsi que la protection esthétique de son squelette de carbone, qui favorise la minimisation d'autres processus radiatifs interférants. En outre, grâce à sa tératogénicité dans les solvants organiques communs, cette molécule organique permettra le traitement à un niveau de miniaturisation nanométrique, ou dispositifs très denses. L'application de ces molécules en tant que futurables lasers organiques est en cours de brevet.

Une autre propriété importante de ces oligomères dans les dispositifs lasers est qu'ils permettent la modulation de la couleur sur pratiquement tout le spectre visible grâce à leur taille moléculaire contrôlée. L'émission de lumière monochromatique, composée de composants d'une seule couleur, est l'une des caractéristiques fondamentales du laser. Le fait que les composés utilisés soient des semi-conducteurs permet de les utiliser en vue du développement de lasers organiques excités électriques, ce qui représente l'un des plus grands défis dans le domaine de l'électronique et de la photonique organiques. Jusqu'à présent, l'excitation des lasers organiques se fait de manière optique, car le pompage électrique nécessite des champs électriques très intenses et les matériaux organiques sont fragiles.

Cette enquête revêt une importance particulière, compte tenu du fait qu'en 2015, le Année internationale de la lumière et des technologies fondées sur la lumière. C'est ce qu'a décidé l'Assemblée générale des Nations Unies, comme elle l'explique dans sa déclaration, "pour reconnaître l'importance de la lumière et des technologies fondées sur la lumière pour la vie des citoyens du monde et pour le développement futur de la société."

Réf.

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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Université de Malaga

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