Η νέα «ριζοσπαστική» προσέγγιση μπορεί να οδηγήσει σε φωτεινότερα LED

Τώρα τα ριζοσπαστικά OLED θα μπορούσαν να αποτελέσουν τη βάση για οθόνες και τεχνολογίες φωτισμού επόμενης γενιάς.

Ηλεκτρονικά, ηλεκτρομαγνητισμός, χημεία, τεχνολογία εμφάνισης, μοριακά ηλεκτρονικά, φωτισμός εξοικονόμησης ενέργειας, αγώγιμα πολυμερή, χημική σύνδεση, OLED, μη ζευγαρωμένο ηλεκτρόνιο, δίοδος εκπομπής φωτός, ημιαγωγός, Πανεπιστήμιο Jilin, περιοδικό Nature, φωτισμόςΗ λειτουργία ηλεκτρικού ρεύματος μέσω αυτών των ριζοσπαστικών OLED οδηγεί στο σχηματισμό έντονων διπλών διεγερμένων καταστάσεων που εκπέμπουν βαθύ κόκκινο φως με απόδοση σχεδόν 100 %. (Αντιπροσωπευτική εικόνα: YeeLight έξυπνος λαμπτήρας LED)

Ημιαγώγιμα μόρια με μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια, που ονομάζονται «ρίζες», μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη πολύ αποδοτικών οργανικών διόδων εκπομπής φωτός (OLED), λένε οι επιστήμονες. Η νέα προσέγγιση, που περιγράφεται στο περιοδικό Nature, εκμεταλλεύεται την κβαντομηχανική ιδιότητα «περιστροφής» για να ξεπεράσει τους περιορισμούς απόδοσης για τα παραδοσιακά, μη ριζοσπαστικά υλικά. Οι ριζοσπαστικές ουσίες συνήθως διακρίνονται για την υψηλή χημική αντιδραστικότητά τους και συχνά επιζήμιες επιδράσεις, από την ανθρώπινη υγεία έως το στρώμα του όζοντος.

Τώρα τα ριζοσπαστικά OLED θα μπορούσαν να αποτελέσουν τη βάση για οθόνες και τεχνολογίες φωτισμού επόμενης γενιάς. Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Cambridge στο Ηνωμένο Βασίλειο και το Πανεπιστήμιο Jilin στην Κίνα διαπίστωσαν ότι σταθεροποιημένες ρίζες σχηματίζουν ηλεκτρονικές καταστάσεις γνωστές ως «διπλές», λόγω του ότι ο χαρακτήρας περιστροφής είναι «πάνω» ή «κάτω». Οι OLED οδηγούν στο σχηματισμό έντονων-διπλών διεγερμένων καταστάσεων που εκπέμπουν βαθύ κόκκινο φως με απόδοση σχεδόν 100 %.

Για τις παραδοσιακές ενώσεις (δηλαδή μη ριζικές χωρίς ζεύγος ηλεκτρονίων), οι εκτιμήσεις κβαντομηχανικής περιστροφής υπαγορεύουν ότι η έγχυση φορτίου σχηματίζει 25 τοις εκατό φωτεινές “μονές” και 75 τοις εκατό σκοτεινές “τριπλές” καταστάσεις στη λειτουργία OLED. Οι ριζοσπάστες θέτουν μια κομψή λύση σε αυτό το θεμελιώδες πρόβλημα περιστροφής που προβλημάτισε τους ερευνητές από την ανάπτυξη των OLED από τη δεκαετία του 1980.



Αντιθέτως, οι ρίζες στα OLED δεν πρέπει να λειτουργούν, πράγμα που κάνει τα αποτελέσματά μας τόσο εκπληκτικά, δήλωσε ο Emrys Evans από το εργαστήριο Cavendish. Οι ίδιοι οι ριζοσπάστες είναι ασυνήθιστα εκπεμπόμενοι και λειτουργούν στα OLED με ασυνήθιστη φυσική, είπε ο Evans.

Διαβάστε επίσης:Τα φώτα LED θα μπορούσαν να συμπληρώσουν το WiFi, η τεχνολογία ονομάζεται LiFi: Study

Όταν απομονώνονται σε μια μήτρα ξενιστή και διεγείρονται με λέιζερ, οι ρίζες, άτυπα, έχουν σχεδόν ενιαία απόδοση για εκπομπή φωτός. Η εξαιρετικά εκπεμπόμενη συμπεριφορά μεταφράστηκε σε πολύ εκπεμπόμενες λυχνίες LED, αλλά με μια άλλη ανατροπή, είπαν οι ερευνητές. Στις συσκευές, το ηλεκτρικό ρεύμα εγχέει ηλεκτρόνια στο μη ζευγαρωμένο επίπεδο ενέργειας ηλεκτρονίων της ρίζας και τραβά τα ηλεκτρόνια από ένα χαμηλότερο επίπεδο, και ένα άλλο τμήμα του μορίου, για να σχηματίσει καταστάσεις διεγερμένης φωτεινής διπλής όψης. Στο μέλλον, θα μπορούσαν να εμφανιστούν αποτελεσματικές διόδους με βάση το ριζικό μπλε και το πράσινο φως με περαιτέρω καινοτομία. Οι ερευνητές εργάζονται για την εκμετάλλευση ριζικών πέρα ​​από εφαρμογές φωτισμού και αναμένουν ότι οι ρίζες θα επηρεάσουν άλλους κλάδους της έρευνας για οργανικά ηλεκτρονικά.