Pētnieki no Kembridžas un Eindhovenas Tehniskās universitātes ir izstrādājuši organisko pusvadītāju, kas var padarīt OLED monitorus un viedtālruņu ekrānus daudzkārt gaišākus.
Tiek atzīmēts, ka šis pusvadītājs no triazatruksēna liek elektroniem kustēties spirālveidīgi, kas ievērojami palielina OLED ekrānu spilgtumu un energoefektivitāti. Pusvadītāja darbībā tiek izmantots hirālums — līdzīgu struktūru mijiedarbība, kas atspoguļo viena otru.
Lielākā daļa neorganisko pusvadītāju, piemēram, silīcija, izmanto simetrijas principu. Taču jaunais hirālais pusvadītājs novirza elektronus spirālveidīgā kustībā un izstaro gaismu pulksteņrādītāja virzienā.
Kad spirālveidīgi elektroni tiek ekscitēti ar zilu vai ultravioletu gaismu, tie sāk izstarot spilgti zaļu gaismu ar spēcīgu cirkulāri polarizāciju. Šo īpašību ir bijis ļoti grūti sasniegt pusvadītājos.
«TAT struktūra ļauj elektroniem efektīvi pārvietoties, ietekmējot, kā izstaro gaismu. Tas ir īsts izrāviens hirālā pusvadītāja izveidē. Rūpīgi izstrādājot molekulāro struktūru, mēs saistījām struktūras hirālumu ar elektronu kustību, un tas nekad iepriekš nebija veikts šādā līmenī,» — norādīja viens no vadošajiem pētniekiem no Eindhovenu Tehnoloģiskās universitātes Marko Proys.
Pētījums balstīts uz desmitgadēm ilgstošu sadarbību starp profesora sira Ričarda Frenda pētnieku grupām Kembridžā un profesora Berta Meijera Eindhovenā. Šāda pusvadītāja izveide ļauj sasniegt izrāvienu krāsu pārraides tehnoloģijās mūsdienu OLED displejos televizoros un viedtālruņu ekrānos. Pašlaik šīs ierīces tērē daudz enerģijas, jo izmanto filtrus, lai kontrolētu izstaroto gaismu. Jaunais hirālais pusvadītājs dabiskā veidā izstaro polarizētu gaismu, tāpēc šie filtri nebūs nepieciešami, un ekrāni kļūs gaišāki un energoefektīvāki.
Viens no eksperimentiem ietvēra TAT integrēšanu cirkulāri polarizētos OLED (CP-OLED). Šīs ierīces sasniedza rekordaugstus efektivitātes, spilgtuma un polarizācijas līmeņus.
«Mēs būtībā pārstrādājām standarta recepti OLED izgatavošanai, kā mūsu viedtālruņos, kas ļāva mums ieslēgt hirālo struktūru stabilā, nekristalizējošā matriksā. Tas nodrošina praktisku veidu, kā izveidot gaismas diodes ar cirkulāru polarizāciju, kas ilgu laiku šai nozarei bija nesasniedzama,» — atzīmē viens no vadošajiem autoriem no Kembridžas Kvendiša laboratorijas Rituparno Čaudhuri.
Tomēr izstrāde neaprobežojas tikai ar izmantošanu OLED displejos elektroniskajos ierīcēs. Iespēja kontrolēt elektronu spinu un kustību atver jaunas iespējas kvantu aprēķiniem un spintronikai — jomām, kas tiecas izmantot elektronu iedzimto leņķisko momentu informācijas glabāšanai un apstrādei. Daudzus gadus organiskie pusvadītāji tika uzskatīti par neefektīviem. Tomēr tagad tie ir viens no nozares galvenajiem elementiem, kuras finanšu apgrozījums jau ir sasniedzis 60 miljardus dolāru gadā.
«Kad sāku strādāt ar organiskajiem pusvadītājiem, daudzi šaubījās par to potenciālu, bet tagad tie dominē attēlojuma tehnoloģijās. Atšķirībā no cietajiem neorganiskajiem pusvadītājiem molekulāri materiāli piedāvā neticamu elastību, ļaujot mums izstrādāt pilnīgi jaunas struktūras, piemēram, hirālos gaismas diodus. Tas ir kā strādāt ar Lego komplektu, kurā ir visas iedomājamās formas, ne tikai taisnstūra ķieģeļi,» — paskaidro Kembridžas pētnieku grupas vadītājs, profesors, sers Ričards Frends.
Pētījuma rezultāti tika publicēti žurnālā Science
Avots: ZMEScience
Komentāri (0)
Šobrīd nav neviena komentāra