Новости

Aug 04, 2023

Молекулярные магистрали: прорыв в области органического света

Автор: Институт исследований полимеров Макса Планка, 4 августа 2023 г. Благодаря особой химической структуре молекулы располагаются в виде спирали. Результат: электронопроводящее ядро

Автор: Институт исследований полимеров Макса Планка, 4 августа 2023 г.

Благодаря особой химической структуре молекулы располагаются своеобразной спиралью. Результат: электронопроводящий сердечник экранируется, что приводит к более высокой эффективности органического светодиода. 1 кредит

Новая концепция материала устраняет нежелательное воздействие примесей в органических светодиодах.

Исследователи из Института Макса Планка создали новую молекулярную структуру, которая повышает эффективность синих органических светодиодов. Их прорыв может упростить процесс проектирования и производства этих органических светодиодов.

Органические светодиоды (OLED) стали обычным явлением во многих современных устройствах, от телевизоров до смартфонов. Для отображения изображения OLED-дисплеям необходимо проецировать свет трех основных цветов: красного, зеленого и синего. Примечательно, что производство светодиодов синего света является особенно сложной задачей из-за их высокоэнергетических физических свойств, которые усложняют разработку подходящих материалов.

Существенным фактором работоспособности этих материалов является наличие небольших количеств примесей, которые невозможно полностью удалить. Такие примеси, например молекулы кислорода, препятствуют движению электронов внутри диода, мешая процессу генерации света. Когда электрон захватывается этими примесями, его энергия преобразуется в тепло, а не в свет. Это явление, известное как «захват заряда», в первую очередь влияет на синие OLED, приводя к существенному снижению их эффективности.

Команда под руководством Пола Блома, директора Института исследований полимеров Макса Планка, недавно обратилась к проблеме захвата заряда с помощью нового класса молекул. Эти молекулы состоят из двух химических частей: одна часть способствует электронной проводимости, а другая не чувствительна к примесям. Манипулируя химической структурой молекулы, достигается особое пространственное расположение: когда несколько молекул соединяются, они образуют своеобразную «спираль» — то есть электронопроводящая часть молекул образует внутреннюю часть, которая экранируется на поверхности. снаружи другой частью молекул. На молекулярном уровне это напоминает коаксиальный кабель с электропроводящей внутренней сердцевиной и внешней частью, экранирующей жилу.

Таким образом, оболочка образует своего рода «защитный слой» для электропроводящего сердечника, защищая его от проникновения молекул кислорода. Таким образом, электроны могут двигаться быстро и свободно вдоль центральной оси спирали, не застревая в препятствиях, подобно машинам на шоссе без переездов, светофоров и других препятствий.

«Одна из особенностей нашего нового материала заключается в том, что отсутствие потерь из-за примесей и, как следствие, эффективный транспорт электронов могут значительно упростить конструкцию синих органических светодиодов, сохраняя при этом высокую эффективность», — говорит Пол Блом.

Благодаря этому инновационному подходу исследователи надеются значительно упростить производство синих светодиодов. Их результаты были опубликованы в журнале Nature Materials, что ознаменовало важный шаг на пути к развитию технологии OLED.

Ссылка: «Устранение захвата носителей заряда с помощью молекулярного дизайна», Оскар Сачник, Сяо Тан, Дехай Доу, Константин Хаезе, Наоми Кинарет, Кун-Хан Линь, Денис Андриенко, Мартин Баумгартен, Роберт Граф, Герт-Ян А.Х. Ветзелаер, Джаспер Дж. Михелс и Пол В.М. Блом, 29 июня 2023 г., Nature Materials