بررسی انواع تلفات در دیودلیزرهای ارگانیک با تحریک الکتریکی

ظهور دیود لیزرهای ارگانیک ویژگی های بازدهی الکترولومینسنس و فوتولومینسنس بالا، تنظیم پذیری در کل طیف مرئی به وسیله ترکیب های شیمیایی، سادگی ساخت، هزینه کم، انعطاف پذیری، ناحیه فعال وسیع و مقطع جذب نوری وسیع (حدوداً cm2 15-10 ) را به همراه داشته است. واضح است که این قابلیت ها ناشی از استفاده از نیمه هادی های ارگانیک در این ساختارهاست. درنتیجه در دهه های اخیر، این دیود لیزرها بسیار مورد توجه قرار گرفته اند، هرچند جهت تحریک این دیود لیزرها نیاز به یک منبع پمپ اضافی است، که این امر موجب افزایش هزینه سیستم شده و تحریک الکتریکی این دیود لیزرها به دلیل تلفات تحت تزریق بالا ممکن نشده است. به منظور کاهش هزینه، از تحریک الکتریکی غیر مستقیم استفاده می شود. جهت طراحی مطلوب و کاهش تلفات و به دنبال آن کاهش آستانه لیزینگ، باید انواع تلفات مهم در این ساختارها بررسی شوند، اثر هر یک مشخص شده و روش های کاهش آن ها مورد بررسی قرار بگیرند. بنابراین گام اول در کاهش آستانه لیزینگ و در نتیجه کاهش هزینه سیستم، که با کاهش تلفات تحت تحریک الکتریکی میسر می شود، برسی این تلفات است. در این پایان نامه، ضمن مطالعه ویژگی های نیمه هادی های ارگانیک، انواع تلفات در ساختارهای دیود لیزر ارگانیک با پمپ الکتریکی را بررسی کرده و معادلاتی جهت مدل کردن اثر آن ها ارائه می کنیم، سپس اثر این تلفات با استفاده از شبیه سازی بر اساس معادلات بیان شده مورد بررسی قرار گرفته ودر نهایت روش هایی برای کاهش آن ها پیشنهاد داده می شود. با توجه به معادلات ارائه شده جهت مدل کردن اثر تلفات و شبیه سازی های صورت گرفته می توان نتیجه گرفت که افزایش میدان و چگالی حامل های بار منجر به افزایش تلفات موجود در این لیزرها ( مانند نابودی دو مولکولی و گسستگی اکسیتون در اثر میدان ) می شود، از طرفی برای دستیابی به لیزینگ، به چگالی جریان بالا و میدان بالا نیاز داریم که به دلیل موبیلیتی کم حامل های بار دستیابی به چنین شرایطی ممکن نمی باشد؛ در نتیجه یکی از راه حل ها استفاده از پمپ الکتریکی غیر مستقیم است به نحوی که به پمپ نوری کمک کند که در این صورت هزینه سیستم کاهش خواهد یافت در مقایسه با پمپ نوری تنها. لازم به ذکر است که شبیه سازی ها، با استفاده از نرم افزار متلب صورت گرفته اند. واژگان کلیدی: 1- لیزر نیمه هادی ارگانیک 2-پمپ الکتریکی 3-اکسیتون 4- پلارون 5-تلفات 6-جذب فوتون