Настоящие белые органические светодиоды уже на подходе

Вводя атомы платины в органический полупроводник, физики из Университета Юты смогли настроить полимероподобный материал на излучение света разных оттенков.

«Новые, обогащенные платиной полимеры, дают надежду на получение белых органических светодиодов и новых типов более эффективных солнечных элементов», — заявляет Вэли Вардени (Z. Valy Vardeny), руководитель работы, публикация о которой вышла 13 сентября в журнале Scientific Reports.

Полимеры имеют два типа электронных состояний. «Синглетное» (из двух частиц с суммарным спином «0») может возбуждаться светом или током и излучать фотоны голубого цвета. Основанные на этом принципе излучения OLED способны преобразовывать в свет только 25% энергии. «Триплетное» (одна из трех комбинаций двух электронов с суммарным спином «1») обычно недоступно, но теоретически способно преобразовывать оставшиеся 75% световой или электрической энергии, поступающей в полимер, в фосфоресцентное красное излучение.

Суть открытия в том, что вводя тяжелый атом (платины) в молекулы, ученые добились того, что тройное состояние стало более доступным для стимуляции световым излучением.

В некоторых белых лампах сегодня используются светодиоды, подобные тем, что входят в состав дисплеев смартфонов. В обоих случаях речь идет не о настоящих белых светодиодах, а о комбинации из нескольких таких устройств, сделанных из разных материалов. Каждое из них имеет свой цвет излучения, а складываясь, они дают нужные оттенки белого.

В своей работе Вардени с коллегами вводил атомы платины с разными интервалами вдоль цепочек органического полимера, что позволяло изменять или настраивать цвет излучения. Это означает, что таким способом можно создать подлинно белый органический светодиод, с многочисленными цветами, генерируемыми в одном и том же полимере.

«Этот полимер излучает свет в голубой и красной областях, и может быть настроен так, чтобы охватывать весь видимый спектр, — поясняет он. — Таким образом, он сможет служить активным (или рабочим) слоем в белых OLED, которые, по прогнозам, должны заменить обычные лампы освещения».

Вардени считает, что этот полимерный материал также может найти применение в новых типах солнечных элементов, более эффективно преобразующих солнечный свет в электричество, а также, возможно, в компьютерной памяти, основанной на использовании спина электронов для записи информации.

Однако, все это пока лишь прогнозы. Полимеры, с которыми работают исследователи на данный момент, еще не являются настоящими светодиодами, так как излучают свет, стимулируемые другим световым излучением, а не электрическим током.

По планам Вардени, еще около года потребуется, чтобы получить полимер, дающий белый свет, и около двух лет, чтобы разработать настоящие белые светодиоды на его базе.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365