Через 5 лет на смену сегодняшним OLED придут более яркие — спинтронные

Новый тип органического светодиода, изобретенный в университете штата Юта, превосходит используемые сейчас повсеместно светодиоды по яркости, стоит меньше и менее токсичен при утилизации. В основе его работы — принципиально новый механизм, использующий спин электронов.

Устройство имеет габариты 300×300 мкм и толщину 40 нм. Оно состоит из слоя органического полупроводника, находящегося между двумя ферромагнитными электродами — один из кобальта и другой из оксида лантана, стронция и магния. Под действием низкого напряжения в органический полупроводник внедряются электроны и дырки, ориентацию спинов которых — с параллельной на антипараллельную — переключают с помощью магнитного поля.

Подобные устройства, называемые «спиновый клапан» известны с 2004 г. Они использовали только положительные носители заряда — дырки — и применялись для управления электрическим током. Способность излучать свет приобрели изобретенные недавно «биполярные спиновые клапаны». В них кобальтовый электрод покрывается очень тонким слоем флюорида лития, позволяющим вводить в органический полупроводник электроны, одновременно с поступающими туда с другого электрона положительными дырками. При встрече, свободные электрон и дырка рекомбинируют с испусканием света.

Другим важным новшеством, позволившим значительно увеличить интенсивность излучения, стала замена в материале органического слоя клапана обычного водорода на его тяжелый изотоп — дейтерий.

При всех его достоинствах, прототип спинового органического светодиода (spin OLED) имеет два больших недостатка. Он испускает свет только оранжевого оттенка и работает при температуре не выше −33 °С. По мнению первого автора статьи в Science профессора Вели Вардени (Z. Valy Vardeny), создание белого spin OLED потребует еще двух лет исследований (в перспективе, в отличие от обычных органических светодиодов, цветовым оттенком его излучения можно будет динамически управлять). Работать при комнатной температуре, т.е. готовым для коммерческого внедрения, spin OLED станет еще примерно через три года.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI