Cambridge Üniversitesi ve Teknik Üniversitesi Eindhoven’dan uluslararası araştırmacı grubu, organik yarı iletkenlerin geliştirilmesinde uzun vadeli bir engelin üstesinden geldi, daha fazla enerji tasarruflu OLED ekranlarının ve spintronics ve kuantum hesaplamaları gibi umut verici teknolojilerin oluşturulmasına yol açtı.
Çalışmanın sonuçları, elektronları bir spiral içinde hareket ettiren malzemeyi tanımlar, bu da dairesel polarize ışık üretmenizi sağlar – yeni nesil elektronikler için önemli bir özellik.
Silikon gibi simetrik inorganik yarı iletkenlerin aksine, yeni malzeme doğada bulunan kiral yapıları taklit eder. Heality – moleküllerin “sağ” veya “sol” ayna konfigürasyonuna sahip olması – biyolojik süreçlerde, örneğin DNA oluşumunda kritik bir rol oynar. Bununla birlikte, bilim adamları hala elektronik cihazlarda bu fenomeni etkili bir şekilde kontrol etmeyi başaramamıştır.
Doğadan esinlenen moleküler tasarım yöntemlerini kullanarak, ekip, molekülleri sıralı spiral kolonlarda kendi kendini organize eden Triazatrunt’a (TAT) dayanan bir yarı iletken oluşturdu. Bu, elektronların, elektronların “bükülmüş” ile ilişkili bir özellik olan hafif dairesel polarizasyon veren ipliğe benzer şekilde hareket ettirmesini sağlar.
“Organik yarı iletkenlerle çalışmaya başladığımızda, birçoğu potansiyellerinden şüphe ediyordu. Şimdi ekran teknolojilerine hakim oluyorlar, ancak yaklaşımımız daha da fazla fırsat açıyor ”dedi. Ona göre, organik malzemelerin esnekliği, katı inorganik analoglara erişilemeyen yapılar yaratmanıza izin verir: “Lego’dan sadece dikdörtgen bloklardan değil, sonsuz bir parça ile nasıl monte edilir.”
Kilit başarı, TAT’ın OLED cihazlarının işçilerine dairesel polarizasyon (CP-OLED) ile entegrasyonuydu. Standart üretim yöntemlerini değiştiren bilim adamları, verimlilik, parlaklık ve polarizasyon seviyesinin rekor göstergeleri elde etmişlerdir.
Tat malzemesinin kendisi, mavi veya ultraviyole ışıkla heyecanlandığında, güçlü dairesel polarizasyona sahip parlak yeşil ışık yayar. Eindhoven’dan Marco Prece, TAT yapısının sadece elektronları yönlendirdiğini değil, aynı zamanda yayılan ışığın özelliklerini de etkilediğini vurgulayarak, “Şimdiye kadar böyle bir etkinin yarı iletkenlerde elde edilmesi neredeyse imkansızdı” diye ekledi.
Kiral yarı iletkenlerin enerji akımlarını% 30 -% 50 oranında azaltabileceği ekranlara ek olarak, teknoloji spintronics’te bir atılım vaat ediyor – veri depolanması ve işlenmesi için elektronların dönüşünü kullanıyor. Bu, daha hızlı ve güvenli bilgi işlem sistemlerinin oluşturulmasına yol açabilir. Ek olarak, kuantum hesaplamaları için sırt üzerinde kontrol önemlidir.
Bilim adamları önce yapının kiralitesini elektronların bu seviyedeki hareketi ile bağladılar. Bu ileri bir adımdır.
Organik yarı iletkenler zaten 60 milyar doların üzerinde bir ciroya sahip bir endüstri oluşturuyor ve yeni gelişme potansiyellerini genişletiyor. Bilim adamlarına göre, bir sonraki adım teknolojinin ticarileştirilmesi olacak-ilk CP-OLED ekranlar beş yıl boyunca piyasada görünebilir ve uzun vadede, kiral malzemeler kuantum işlemcilerin ve şifreleme sistemlerinin mimarisini azaltabilir.
