Desde hace unos treinta años, los láseres orgánicos de estado sólido (u OSLs por Organic Solid-state Lasers) despiertan un gran interés. A diferencia de los láseres inorgánicos clásicos, costosos y voluminosos, estos dispositivos utilizan moléculas orgánicas capaces de emitir una luz intensa cuyo color puede ajustarse mediante diseño químico. Su ligereza, flexibilidad y bajo costo de producción los convierten en candidatos ideales para aplicaciones en litografía electrónica o para tratamientos médicos con luz UV.
Hasta ahora, diseñar láseres orgánicos eficientes en el dominio ultravioleta (200-400 nm) seguía siendo un desafío mayor. En efecto, en estado sólido, la mayoría de los materiales orgánicos pierden eficiencia luminosa debido a un fenómeno de agregación molecular que degrada sus propiedades ópticas.
En este contexto, equipos del Instituto de Ciencias Químicas de Rennes (CNRS/Universidad de Rennes/ENSCR/INSA Rennes), del Instituto Parisino de Química Molecular (CNRS/Sorbona Universidad) y del Laboratorio de Física de Láseres (CNRS/Universidad Sorbona París Norte), asociados a un equipo japonés del Center for Organic Photonics and Electronics Research (OPERA) de la Universidad de Kyushu, han desarrollado un enfoque original para limitar la agregación de moléculas orgánicas emisoras en el UV, eficientes y estables en estado sólido.
Su estrategia se basa en la isomería de posición, es decir, la variación de la posición de ciertos grupos químicos dentro de una misma molécula. Al aislar dos isómeros de una familia de moléculas emisoras llamados dispirofluoreno-indenofluoruros, los científicos observaron que uno de los dos presentaba una agregación intermolecular significativamente reducida en comparación con su homólogo, mejorando considerablemente la eficiencia óptica del material. También demuestran que la disposición específica de los diferentes grupos moleculares dentro de la molécula es la causa de este comportamiento. Al integrar luego este material en una arquitectura de "láser de retroalimentación distribuida" (DFB), obtuvieron una emisión luminosa a 358,5 nm, la longitud de onda más corta para un láser orgánico de este tipo.
Estos resultados, patentados y publicados en Advanced Functional Materials, marcan una etapa importante hacia la realización de láseres orgánicos eficientes en el dominio ultravioleta, abriendo el camino a nuevas aplicaciones tecnológicas de alta precisión y biomédicas.
Redactor: CCdM