Depositphotos
Дослідники з Кембриджа та Технологічного університету Ейндховена розробили органічний напівпровідник, що може зробити OLED-монітори та екрани смартфонів у рази яскравішими.
Зазначається, що цей напівпровідник з тріазатруксена змушує електрони рухатись по спіралі, що дає змогу значно підвищити яскравість OLED-екранів та їхню енергоефективність. У роботі цього напівпровідника використовується принцип хіральності — взаємодії подібних одна до одної структур, які відзеркалюють одна іншу.
Більшість неорганічних напівпровідників, наприклад, кремнієвих, використовують принцип симетрії. Однак новий хіральний напівпровідник спрямовує електрони у спіральному русі та випромінює світло у напрямку за годинниковою стрілкою.
Під час збудження закручених по спіралі електронів синім або ультрафіолетовим світлом, вони починають випромінювати яскраве зелене світло із потужною круговою поляризацією. Цієї властивості довгий час було дуже складно досягти у напівпровідниках.
«Структура ТАТ дозволяє електронам ефективно переміщатися, впливаючи при цьому на те, як випромінюється світло. Це справжній прорив у створенні хірального напівпровідника. Ретельно проектуючи молекулярну структуру, ми пов’язали хіральність структури з рухом електронів, і цього ніколи не робили на такому рівні», — зазначив один з провідних авторів дослідження з Технологічного університету Ейндховена Марко Пройс.
Дослідження засноване на десятиліттях співпраці між дослідницькими групами професора сера Річарда Френда з Кембріджа та професора Берта Мейєра з Ейндховена.
Створення подібного напівпровідника дозволяє досягнути прориву у технологіях передачі кольорів у сучасних OLED-дисплеях телевізорів та екранів смартфонів. Наразі ці прилади витрачають значну кількість енергії, оскільки використовують фільтри для керування випромінюваним світлом. Новий хіральний напівпровідник природним чином випромінює поляризоване світло, тому вам не знадобляться ці фільтри, при цьому екрани стануть яскравішими та енергоефективнішими.
СпецпроєктиЗапуск свого криптообмінника: види та особливості, ліцензія та маркетингВід флоатингу до ударно-хвильової терапії. Ми чотири дні тестували новітні методи масажу спини. Ось результат
В одному з експериментів TAT був убудований у кругові поляризовані OLED (CP-OLED). Ці пристрої досягли рекордних рівнів ефективності, яскравості та поляризації.
«Ми по суті переробили стандартний рецепт виготовлення OLED, як у наших смартфонах, що дозволило нам укласти хіральну структуру в стабільну матрицю, що не кристалізується. Це дає практичний спосіб створення світлодіодів з круговою поляризацією, що тривалий час вислизало від цієї галузі», — зазначає один з провідних авторів з Кавендіської лабораторії Кембриджу Ритупарно Чоудхурі.
Seung-Je Woo-Ritu Chowdhury
Однак розробка не обмежиться використанням у самих лише OLED-дисплеях електронних пристроїв. Змога контролювати спін та рух електронів відкриває нові можливості для квантових обчислень та спінтроніки — областей, що прагнуть використати притаманний електронам кутовий момент для зберігання та обробки інформації. Довгий час органічні напівпровідники вважались неефективними, однак наразі вони є одним з ключових елементів галузі, чий фінансовий обсяг вже сягнув 60 млрд доларів на рік.
«Коли я почав працювати з органічними напівпровідниками, багато хто сумнівався в їхньому потенціалі, але тепер вони домінують у технології відображення. На відміну від жорстких неорганічних напівпровідників молекулярні матеріали пропонують неймовірну гнучкість, дозволяючи нам проектувати абсолютно нові структури, такі як хіральні світлодіоди. Це як працювати з набором Lego, в якому є всі форми, які ви можете собі уявити, а не лише прямокутна цегла», — пояснює керівник групи дослідників з Кембриджа, професор, сер Річард Френд.
Результати дослідження були опубліковані у журналі Science
