Naar verluidt hebben wetenschappers ontdekt dat halfgeleidermoleculen met ongepaarde elektronen ("vrije radicalen" genoemd) kunnen worden gebruikt om zeer efficiënte organische lichtemitterende diodes (OLED's) te maken, met behulp van hun kwantummechanische "rotatie" -kenmerken om traditionele, niet-vrije dioden te overwinnen radicale materialen. Efficiëntielimieten.
Vrije radicalen staan vaak bekend om hun extreem hoge chemische reacties en hun nadelige effecten, waaronder de menselijke gezondheid en de ozonlaag. Nu, door de ontdekking van wetenschappers, zullen OLG's met vrije radicalen de basis worden voor de volgende generatie display- en verlichtingstechnologieën.
Het team van Cambridge University en Jilin University beschreef de "opwaartse" en "neerwaartse" rotatiekarakteristieken van de vrije radicalen, die de "dubbele" elektronische staat wordt genoemd. Wanneer deze radicale OLED's worden geactiveerd, wordt een dubbel geëxciteerde toestand met hoge luminantie gegenereerd en kan een diep rood licht met een efficiëntie van bijna 100% worden uitgezonden.
Voor traditionele verbindingen (dwz niet-vrije radicalen zonder ongepaarde elektronen), vereisen kwantumkrachtspins ladingsinjectie om 25% heldere "single-state" en 75% dark "triplet" te vormen in de werking van de OLED. Vrije radicalen bieden een goede oplossing voor de meest elementaire rotatieproblemen die onderzoekers hebben geplaagd sinds de komst van OLED's in de jaren tachtig.
Dr. Emile Evans, hoofd-co-auteur van het team van Professor Richard Friend of the Cavendish Laboratory, zei: "Oppervlakkig gezien zouden vrije radicalen in OLED's geen praktisch effect moeten hebben, wat onze bevindingen erg verrassend maakt. zijn abnormaal lichtgevend en werken in OLED's met ongewone fysieke eigenschappen. " Wanneer ze gescheiden zijn in een gastheermatrix en geëxciteerd worden door een laser, hebben de radicalen atypisch een enkele efficiëntie dicht bij luminescentie. Dit sterk luminescerende gedrag wordt vertaald in LED's met een hoge helderheid, maar er is een andere transformatie: in apparaten waarbij stromen elektronen injecteren in de ongepaarde elektronenenergieniveaus in de vrije radicalen en de elektronen uit de lagere energieniveaus trekken. Samen met een ander deel van het molecuul wordt een heldere dubbele geëxciteerde toestand gevormd.
In de toekomst kunnen deze hoogefficiënte blauwe en groene fotoradicaaldiodes de materiaalinnovatie verder stimuleren. Momenteel onderzoeken onderzoekers de mogelijkheid van vrije radicalen buiten verlichtingstoepassingen, in de hoop dat vrije radicalen kunnen worden geïnspireerd door andere takken van onderzoek naar organische elektronica.
