Murray Hill, N.J. (VS) – Natuurkundigen in de gerenommeerde Bell-laboratoria hebben een elektrisch aangedreven organische laser gemaakt. Dit biedt uitzicht op een compleet nieuwe generatie goedkope lasers.


De elektronicawereld heeft veel verwachtingen van organische materialen die licht geven, zoals voor beeldschermen. Lasers zouden veel goedkoper zijn als anorganische materialen in de optiek van lasers, zoals galliumarsenide, plaatsmaken voor organische verbindingen.
Gangbare organische lasers betrekken hun energie van andere lichtbronnen, zoals anorganische halfgeleider lasers. Dat beperkt hun toepassingsmogelijkheden. Als een organische laser zelf elektrische energie omzet in licht, kan zo’n laser veel kleiner zijn. Je kunt hem dan zelfs integreren met andere elektronica, zodat een elektronisch apparaat zelfs enkele honderden lasers bevat. Een laserprinter of een optisch afspeelapparaat zou dan veel sneller werken.

Geelgroen licht
In de Bell-laboratoria zijn natuurkundigen daar nu in geslaagd. Ze gingen uit van zuivere kristallen van tetraceen, een organisch molecuul. Dit molecuul lijkt op vier benzeenringen op een rijtje, en kan goed elektriciteit geleiden. Ze zetten de kristallen onder stroom zodat het tetraceen aangeslagen raakte en licht ging uitzenden. Dat licht weerkaatste tegen spiegels aan weerzijden van het kristal en wekte zo nog meer lichtenergie in het kristal op. Dat is het lasereffect (light amplification by stimulated emission of radiation). Uiteindelijk produceerde het materiaal geelgroen licht.

Tetraceen

“Tot nog toe dachten onderzoekers in de laserwereld dat organische moleculen nooit voldoende elektrische stroom konden geleiden om als organische lasers te werken”; vertelt Bertram Batlogg, hoofd van het vaste-stoflaboratorium aan Bell-labs. Hij voert daar het onderzoek uit met Christian Kloc, Hendrik Schon en Ananth Dodabalapur. “Tetraceen is een van de zuiverste organische halfgeleiders, en verkrijgt daardoor de gewenste elektrische eigenschappen. Het tetraceenkristal blijft doorzichtig tot vlak voordat de felle lichtbundels ontstaan. Dat betekent dat het weinig licht absorbeert, en daarmee het lasereffect versterkt.”

Deze eerste elektrisch aangedreven organische laser produceert zichtbaar licht. Daarom is hij ongeschikt voor optische communicatie. De speurtocht gaat verder naar verwante verbindingen die licht met de gewenste golflengte uitzenden.

Erick Vermeulen