Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà nghiên cứu đã đạt được những hiểu biết sâu sắc về một vật liệu đầy hứa hẹn cho điốt phát quang hữu cơ (OLED). Chất này cho phép sản lượng ánh sáng cao và sẽ không tốn kém để sản xuất trên quy mô lớn – điều đó có nghĩa là nó thực sự được sản xuất để sử dụng trong chiếu sáng phòng rộng. Các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm các vật liệu như vậy trong một thời gian dài. Sự hiểu biết mới được tạo ra sẽ tạo điều kiện cho sự phát triển nhanh chóng và hiệu quả của các thiết bị chiếu sáng mới trong tương lai.
Tại Viện nghiên cứu Paul Scherrer PSI, các nhà nghiên cứu đã hiểu rõ hơn về một vật liệu đầy hứa hẹn cho các điốt phát sáng hữu cơ (OLED). Chất này cho phép sản lượng ánh sáng cao và sẽ không tốn kém để sản xuất trên quy mô lớn – điều đó có nghĩa là nó thực sự được sản xuất để sử dụng trong chiếu sáng phòng rộng. Các nhà nghiên cứu đã tìm kiếm các vật liệu như vậy trong một thời gian dài. Sự hiểu biết mới được tạo ra sẽ tạo điều kiện cho sự phát triển nhanh chóng và hiệu quả của các thiết bị chiếu sáng mới trong tương lai. Nghiên cứu xuất hiện ngày hôm nay trên tạp chí Nature Communications .
Các hợp chất là một chất rắn màu vàng. Nếu chúng ta hòa tan nó trong một chất lỏng hoặc đặt một lớp mỏng của nó lên một điện cực và sau đó sử dụng một dòng điện, nó sẽ phát ra ánh sáng màu xanh lá cây mãnh liệt. Lý do: Các phân tử hấp thụ năng lượng cung cấp cho chúng và dần dần phát ra lại dưới dạng ánh sáng. Quá trình này được gọi là điện phát quang. Điốt phát sáng dựa trên nguyên tắc này.
Chất phát quang màu xanh lá cây này là một ứng cử viên nóng để sản xuất OLED, điốt phát quang hữu cơ. Trong khoảng ba năm nay, OLED đã được tìm thấy trong màn hình của điện thoại thông minh. Trong khi đó, các màn hình tivi linh hoạt đầu tiên với các vật liệu này cũng đã xuất hiện trên thị trường.
Ngoài ra, OLED giúp chiếu sáng phòng tiết kiệm chi phí với diện tích bề mặt lớn. Tuy nhiên trước tiên, các tài liệu phù hợp nhất với ứng dụng này cần phải được tìm thấy. Đó là bởi vì nhiều chất đang được xem xét cho OLED có chứa các vật liệu đắt tiền như iridium và điều này cản trở ứng dụng của chúng trên quy mô lớn và trên các bề mặt rộng. Không có các chất phụ gia như vậy, các vật liệu thực sự chỉ có thể phát ra một phần nhỏ năng lượng cung cấp cho chúng dưới dạng ánh sáng; phần còn lại bị mất, ví dụ như năng lượng rung động.
Mục tiêu của nghiên cứu hiện tại là tìm ra các vật liệu hiệu quả hơn cho màn hình rẻ hơn và thân thiện với môi trường hơn và chiếu sáng diện rộng. Ở đây, các kim loại rẻ tiền và có sẵn như đồng hứa hẹn tiến bộ.
Kiểm tra chặt chẽ
Các nhà nghiên cứu hiện đã thực hiện một cuộc kiểm tra chính xác hơn về hợp chất CuPCP chứa đồng. Có bốn nguyên tử đồng ở giữa mỗi phân tử được bao quanh bởi các nguyên tử carbon và phốt pho. Đồng là một kim loại tương đối rẻ tiền và bản thân hợp chất có thể dễ dàng sản xuất với số lượng lớn – điều kiện tiên quyết lý tưởng để sử dụng trên các bề mặt rộng lớn.
Grigory Smolentsev, nhà vật lý trong nhóm nghiên cứu quang phổ operando nói: “Chúng tôi muốn hiểu trạng thái kích thích của hợp chất trông như thế nào”. Đó là: Làm thế nào để chất thay đổi khi nó hấp thụ năng lượng? Chẳng hạn, cấu trúc của phân tử có thay đổi không? Làm thế nào là điện tích phân phối trên các nguyên tử riêng lẻ sau khi kích thích? “Điều này cho thấy mức độ tổn thất năng lượng sẽ không được giải phóng cao như ánh sáng có thể xảy ra, và nó cho chúng ta thấy làm thế nào chúng ta có thể giảm thiểu những tổn thất này.”
Sử dụng hai cơ sở nghiên cứu lớn tại PSI – Swiss Light Source SLS và tia laser điện tử tự do tia X SwissFEL – cũng như Cơ sở bức xạ Synchrotron châu Âu ở Grenoble, Pháp, Smolentsev và các cộng tác viên của ông đã xem xét kỹ hơn trạng thái kích thích -live của hợp chất đồng.
Các phép đo đã xác nhận rằng chất này là một ứng cử viên tốt cho OLED do cấu trúc hóa học của nó. Tính chất hóa học lượng tử của hợp chất làm cho nó có thể đạt được năng suất ánh sáng cao. Một lý do cho điều này là phân tử tương đối cứng và cấu trúc 3D của nó chỉ thay đổi một chút khi bị kích thích. Bây giờ các nhà nghiên cứu có thể bắt đầu tối ưu hóa hơn nữa chất này để sử dụng trong OLED.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Viện Paul Scherrer . Bản gốc được viết bởi Brigitte Osterath. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :