Ученые разработали органический полупроводник, позволяющий электронам перемещаться по спирали. Такое открытие улучшит производительность OLED-экранов в телевизорах и смартфонах, а также будет использоваться в спинтронике и квантовых вычислениях.
Структура большей части неорганических полупроводников, например кремния, симметрична. Из-за этого электроны перемещаются через них без заданного направления.
Тем не менее, в природе молекулы чаще всего обладают хиральной структурой: молекулы такого типа — это зеркальные отображения друг друга, но не могут быть совмещены в пространстве. не повторяют Два типа молекул взаимосвязаны, словно две человеческие руки. Правые и левые формы существенно различаются своими характеристиками. Направленность (хиральность) имеет важное значение в биологических функциях, однако затрудняет применение органических соединений в электронных устройствах.
С помощью молекулярных методов, основанных на природных аналогах, учёные создали хиральный полупроводник. Склады из полупроводниковых молекул организовались в упорядоченные спиральные колонны, имеющие либо право-, либо левовращательный направление. Полученный полупроводник излучает циркулярно поляризованный свет, что свидетельствует о передаче информации о «хиральности» электронов с помощью света. Результаты исследования… опубликованы в журнале Science.
Несмотря на то, что жесткие неорганические полупроводники противопоставляются им, эти материалы обладают исключительной гибкостью и открывают возможности для создания абсолютно новых структур, например, хiraльных светодиодов. Это похоже на работу с конструктором. Lego«Здесь представлены различные виды форм, а не только прямоугольные блоки», — сказал профессор сэр Ричард Френд. Richard Friend), соавтор исследования.
Перспективное применение хиральных полупроводников — технологии производства дисплеев. Такие устройства часто теряют много энергии из-за способов фильтрации света. Хиральные полупроводники, созданные исследователями, способны к естественной… излучает Такое освещение способно уменьшить потери, делая экраны ярче и более экономичными в потреблении энергии.
Триазатруксен (TAT), материал способный к самоорганизации в спиральные стопки, использован для создания полупроводника. Такая конфигурация позволяет электронам двигаться спирально.
Поражающий зеленый свет с сильной циркулярной поляризацией TAT испускается при возбуждении его синим или ультрафиолетовым светом. Достичь такого эффекта в полупроводниках ранее было сложно. Эффект обусловлен структурой TAT, которая позволяет электронам эффективно двигаться и управляет процессом излучения света. Marco Preuss).
Исследователи адаптировали методы изготовления OLED Использовали органические светодиоды, а также интегрировали TAT в уже функционирующие циркулярно поляризованные . OLED (CP-OLED)Созданные устройства продемонстрировали рекордную эффективность, яркость и уровень поляризации.
Ученые говорятЭто «настоящий прорыв» по уровню контроля над движением электронов в светодиоде. Работу считают важной для квантовых вычислений и спинтроники — области исследований, использующей спин электронов для хранения и обработки информации.