Eksipleksit hallintaan

03.03.2016

Kyushu-eksipleksi-valike-elektroniikkaa-300-t.jpgJapanilaisen Kyushun yliopiston tutkijat ovat esitelleet löytönsä, jonka avulla he pystyivät laajalti vaihtelemaan orgaanisten valodiodien emission väriä ja tehokkuutta.

Menetelmä perustuu eksiplekseihin, joissa yksinkertaisesti vain muutetaan avainmolekyylien etäisyyttä laitteessa muutamalla nanometrillä.

Tämä on uusi tapa hallita sähköisiä ominaisuuksia muuttamalla pikkaisen rakenteen paksuutta materiaalien vaihdon sijaan. Se voi johtaa uudenlaisiin orgaanisiin elektronisiin laitteisiin, joiden kytkentäkäyttäytyminen tai valon emissio reagoi ulkoisiin tekijöihin.

Keskeinen tekijä määrittää orgaanisen rakenteiden ominaisuuksia, on eksitoni-virityksien käyttäytyminen. Eksitoni koostuu negatiivisesta elektronista, joka on liittynyt positiiviseen aukkoon. Esimerkiksi OLED:ssa näiden virityksien energia vapautuu valona.

Eksitonit ovat yleensä lokalisoituneet yhteen orgaaniseen molekyyliin, joten eri värien esiin saamiseksi on yleensä syntetisoitava uusia molekyylejä.

Sen sijaan Kyushun tutkijat keskittyivät erityyppisiin eksitoneihin, joita kutsutaan eksiplekseiksi. Niitä muodostuu aukosta ja elektronista, jotka sijaitsevat kahdessa eri molekyylissä saman molekyylin sijaan. Manipuloimalla näiden molekyylien välistä etäisyyttä tutkijat pystyivät muuttamaan näiden heikosti sitoutuneiden eksitonien ominaisuuksia.

Muutokset voivat olla suuriakin: lisäämällä OLED:iin välikerros, jonka paksuus on vain 5 nm, emission väri siirtyi oranssista kellanvihreäksi ja valonemission teho kasvoi 700%. Jotta tämä toimisi, välikerroksen molekyylillä on oltava korkeampi eksitaatioenergia kuin luovuttajalla ja akseptorilla, mutta tällaisia materiaaleja on laajasti saatavilla.

Lisäksi tutkijat huomasivat, että eksipleksejä muodostui vielä kun välike oli 10 nm paksu, mikä on pitkä matka molekyylien mittakaavassa.

"Tämä on ensimmäinen näyttöä siitä, että elektronit ja aukot voivat olla vuorovaikutuksessa näinkin pitkän matkan yli, joten tämä rakenne voi olla hyödyllinen väline myös tutkia ja ymmärtää fysiikan virityksiä ja suunnitella parempia OLEDeja ja orgaanisia aurinkokennoja tulevaisuudessa", toteavat tutkijat yliopistonsa tiedotteessa.
28.05.2020Ennätyskorkeaa datansiirtoa yhdellä lähettimellä
27.05.2020Apua litiummetallisille anodeille
26.05.2020Uusi resepti yhden atomin transistoreille
25.05.2020Ihoanturi seuraa C-vitamiinitasoja hiestä
22.05.2020Kohti kolmatta ulottuvuutta
21.05.2020Nopempi koherentti LiDAR
20.05.2020Rautaa rajalle, vaikka ruosteisenakin
19.05.2020Uudenlaisen kvanttitutkan prototyyppi
18.05.2020Löytää edullisesti radioaaltoja
16.05.2020Suprajohtavuutta ja topologiaa

Siirry arkistoon »