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.