News image News image News image News image News image News image News image News image


Назад в будущее
Новости и технологии - Наноматериалы

назад в будущее

Нанометр продолжает рассказывать о перспективной области ОСИД-технологий, и сегодня уже все наверняка понимают процесс преобразования электрического тока в свет. Однако детали гораздо сложнее, и потому, прежде чем перейти к новейшим достижениям мировой ОСИД-науки, попробуем напомнить их еще раз. Итак, прежде всего, когда носителя заряда разного знака встречаются в эмиссионном слое, должно произойти образование возбужденного состояния - экситона. После этого экситон попадает на один из уровней – триплетный или синглетный – и происходит рекомбинация, которая, в зависимости от возможностей материала, может быть излучательной и безызлучательной. Важно понимать, что даже в случае образования фотона он выйдет на поверхность не наверняка, а с определенной долей вероятности, пока равной 20%: показатели преломления различных слоев на пути фотона возвращают около 80% фотонов обратно, не давая им выйти наружу (РИС. 1). Однако пока одни ученые пытаются найти замену стеклу и ITO {проводящий слой оксида индия, легированного диоксидом олова - Прим. ред.}, другие все-таки пытаются разобраться в механизме формирования экситона и люминесценции, чтобы повысить итоговую эффективность работы устройства за их счет.

Мы уже писали, что в случае, когда люминесценция может происходить только за счет синглетного уровня {уровня, при заполнении которого многоэлектронная систем находится в состоянии с нулевой мультиплетностью - Прим. ред.}, суммарная эффективность формирования экситона и люминесценции не превосходит 25% (РИС. 2), тогда как в случае люминесценции триплентого уровня она вполне может достигать 75% (РИС. 3). Дело в том, что по статистике на синглетный уровень попадает только 25% всего возбуждения {образное выражение - Прим. ред.}, тогда как остальные 75% достаются триплетному уровню. Кроме того, открыв возможность переноса энергии с синглета на триплет (ISC), ученые смогли бы {частица бы добавлена редактором}поднять эффективность люминесценции фосфоров даже до 100% {проблема в том, что при этом, очевидно, изменяется спиновое состояние, то есть не сохраняется спин , поэтому такой переход, вообще говоря, как таковой запрещен - Прим. ред.}! С этим и связано то, что ученые стараются работать с материалами, люминесцирующими за счет триплетного уровня (фосфОрами), а флуорофорам прочат скорую потерю позиций.

Сегодня общая картина {надо бы добавить функционирования или что - нибудь еще - Прим. ред.} люминофоров выглядит так, как представлено на РИС. 4. Однако видно, что кроме преимуществ - высокой эффективности люминесцении и узкой полуширины пиков люминесценции, - у фосфоров полно недостатков: высокая вероятность аннигиляции экситона и трудоемкость синтеза, что в первую очередь касается комплексов благородных металлов, которые, конечно же, еще и дороги. Так нельзя ли использовать дешевые флуорофоры, каким-то образом обманув физику и подняв эффективность их свечения?

И А. Эндо и Ч. Адачи нашли решение. Раз эффективность свечения фосфоров можно поднять выше 75% с помощью переноса энергии, нельзя ли организовать обратный перенос с триплета на синглет {очевидно, не непосредственно, поскольку не будет сохраняться спин - Прим. ред.} с тем, чтобы в итоге все 100% возбуждения высветилось, пусть и с синглетного уровня (РИС. 5)? Этого никто раньше не наблюдал, поскольку триплетный уровень находится ниже по энергии, и перенос энергии на него затруднен {разумеется, совсем не потому, что он находится ниже по энергии, а потому что изменяется мультиплетность системы - Прим. ред.}, но что если разница в энергиях сопоставима с kT и может быть преодолена за счет тепловой энергии? {а вот это уже понятно - это не будет прямым переходом с изменением мультиплетности, что очень нехорошо :-) - Прим. ред.}

Уже первые эксперименты показали наличие эффекта термически активированной флуоресценции, TADF, в комплексе олова SnF2(OEP) (РИС. 6). Отличительной особенностью эффекта является очевидное возрастание эффективности люминесценции с ростом температуры – тогда как эффективность фосфоресценции с температурой падает, а флуоресценции – постоянна или падает. Исходя из этого удается разделить различные вклады в люминесценции SnF2(OEP), и видно, что при комнатной температуре TADF дает основной вклад, а выше 400К – практически единственный.

Эффект обратного переноса энергии ученые назвали reversed inter-system crossing, или RISC, и он начинает играть роль при DE~0.4 эВ {видимо, это величина разности энергий - Прим. ред.}. Однако, чем меньше этот зазор, тем эффективнее такой перенос, и его уменьшение стало первой задачей ученых. И для ее решения была предложена система из двух органических молекул PIC-TRZ:m-CP {отличные молекулы, жаль, что вне рамок номенклатуры - Прим. ред.}. Прямой перенос энергии в этой системе составляет 90%, а обратный – 29%, итого, с учетом эффективности флуоресценции – 10% - суммарная эффективность люминесценции достигла уже 39%! Немыслимый результат для флуорофоров с пределом в 25%! {вообще немыслимый результат, если не дать в комментариях более подробных объяснений! - Прим. ред.}

При изготовлении ОСИД внутренняя эффективность упала несильно, и в результате внешняя – с учетом потерь на границах слоев – составила 6.8%, что на 30% выше теоретического предела! {видимо, на 30% от величины 6.7% - Прим. ред.}

Однако мечта ученых – материал без «запрещенной зоны» со 100% как ISC, так и RISC. Если ее удастся воплотить, дорогие иридиевые комплексы могут стать ненужными :) {стоит добавить, что мечта, видимо, так и останется лишь мечтой - Прим. ред.}

Статья основана на лекции, прочитанной проф. Ч. Адачи на летней школе по органической оптоэлектронике в г. Крутине, Польша, в 2010 году.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Применение нанотехнологий

Нанотехнологии в современных системах во

News image

Не секрет, что применение высоких технологий в современной военной технике является залогом успешного ведения боевых де...

В Симбирской губернии стартует крупный п

News image

Проект по созданию производства наноструктурированных порошков и сорбентов для различных отраслей промышленности был представлен на вы...

Космические каскады. Трехкаскадные арсен

News image

В космических аппаратах применяют два вида солнечных батарей – кремниевые и арсенид-галлиевые на германиевой подложке. Пе...

Однофазная интеркаляция/деинтеркаляция л

News image

Рис.1. Рентгенограммы образцов LiFePO4 S40 и S140: (a) общий вид профиля, (b) увеличение пика (211/020), де...

Соломинка жизни — единственный источник

News image

Lifestraw («соломинка жизни»), переносная система фильтрации питьевой воды, завоевала главный приз на пятом конкурсе Идей, Ме...

Нанотехнологии в космосе

News image

 «Роснанотех» и научно-производственное предприятие «Квант» запустили уникальный научный проект: производство солнечных батарей для космических спутников и ...

Блок-сополимеры (block-copolymers)

News image

Воображение древних людей породило множество мифологических чудовищ, сочетавших в себе части разных животных. Читая «Мифы Др...

Как измерить проводимость полимерной мол

News image

Развитие различных электронных устройств на основе единичных молекул требует полного понимания того, как происходит транспорт но...

Новости нанотехнологий

Кремниевые нанотрубки выращивают без применения золота

Кремниевые нанопроволоки помогут уменьшить размеры микрочипов. Ученые из Института Физики микроструктур Макса Планка в Галле впервые разработали нанопроволоки на кре...

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из графена желаемой формы оказалась подвластна капелькам воды – о пластичности графеновых наноструктур сообщают химики из...

Влияние полярности электрического поля на рост вертикал

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности та...

Наноальтернатива таблеткам

  Одним из первых медицинских применений нанотехнологии стало разработанное учеными из США быстродействующее лекарство от импотенции, которое сможет соперничать таблетками Частицы препарата ...

Композиты медицинские «MBM — ЛН»

Справка о применении в клинической практике композитного материала «MBM — ЛН» Композитный материал «MBM — ЛН» представляет собой ткань черного цвета. Развитая по...

More in: Технологии, Наноматериалы, Наномедицина, НаноТехника , Новости

Популярные заметки:

Космический лифт и нанотехнологии

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на...

Обои смогут защитить здание от повреждений

Berry Plastics в сотрудничестве с Army Corp of Engineers разработала новые обои, которые способны защитить здания от повреждений. Обои под на...

Нанотрубки научились получать в промышленных масштабах

Углеродные нанотрубки, основу для сверхпрочных материалов, можно будет получать в промышленных масштабах: благодаря изобретению американских химиков их стоимость заметно снизится. Нанотрубка – ...

Ученые проложили проводку в клеточной мембране

Ученым удалось передать и получить электрический импульс по клеточной мембране при помощи искусственно созданной нанопроволоки. Созданную ими гибридную систему авторы оп...

Новый метод создания электродов для измерения свойств н

Ученые, изучающие физические явления на наноуровне, хорошо знают, что «припаять» контакты к единичной органической молекуле зачастую намного сложнее, чем синтезировать са...

Your are currently browsing this site with Internet Explorer 6 (IE6).

Your current web browser must be updated to version 7 of Internet Explorer (IE7) to take advantage of all of template's capabilities.

Why should I upgrade to Internet Explorer 7? Microsoft has redesigned Internet Explorer from the ground up, with better security, new capabilities, and a whole new interface. Many changes resulted from the feedback of millions of users who tested prerelease versions of the new browser. The most compelling reason to upgrade is the improved security. The Internet of today is not the Internet of five years ago. There are dangers that simply didn't exist back in 2001, when Internet Explorer 6 was released to the world. Internet Explorer 7 makes surfing the web fundamentally safer by offering greater protection against viruses, spyware, and other online risks.

Get free downloads for Internet Explorer 7, including recommended updates as they become available. To download Internet Explorer 7 in the language of your choice, please visit the Internet Explorer 7 worldwide page.