Los científicos de RIKEN y la Universidad de California en San Diego, en colaboración con socios internacionales, han encontrado una manera de reducir significativamente la cantidad de energía requerida por los diodos orgánicos emisores de luz OLED. Los OLED han llamado la atención como posibles reemplazos de los diodos de cristal líquido., ya que ofrecen ventajas como ser flexible, delgado y no requieren retroiluminación.
El grupo logró el avance, publicado en Naturaleza , al desarrollar una nueva forma de manipular los "excitones" - pares de electrones y agujeros - que son clave para el transporte de electrones dentro de los OLED. Esencialmente, la corriente que pasa a través del dispositivo crea tales pares, y cuando cambian aun nivel de energía más bajo y emiten luz visible en el proceso. Normalmente, los excitones en los OLED surgen en dos patrones, con los giros iguales o opuestos, y los que tienen los mismos giros, conocidos técnicamente como excitones triples, sontres veces más común. Sin embargo, los singletes, que se crean junto con los trillizos, requieren más energía, y aunque pueden convertirse en trillizos, todavía significa que el dispositivo en su conjunto requiere la energía para crearlos en primer lugar.
En el trabajo actual, el grupo encontró una manera de reducir el voltaje para que solo se formen tripletas. El trabajo comenzó con una investigación fundamental para comprender la física básica detrás de la creación de excitones utilizando mediciones precisas de electroluminiscencia de molécula única utilizando un túnel de exploraciónmicroscopio STM combinado con un sistema de detección óptica. Prepararon un sistema modelo basado en una molécula aislada de 3, 4, 9, 10-perilenetetracarboxildianhídrido PTCDA, un semiconductor orgánico, adsorbido en una película aislante ultrafina con soporte de metal.utilizaron una técnica especial para impartir una carga negativa a la molécula. Luego, utilizaron la corriente de un STM microscopio de túnel de exploración para inducir la luminiscencia en la molécula, y monitorearon qué tipo de excitón se creó en función del espectro de emisión.mostró que a baja tensión, solo se formaron trillizos.Los cálculos teóricos de Kuniyuki Miwa y Michael Galperin en UC San Diego confirmaron el experimentoresultados y corroboraron el mecanismo.
"Creemos", dice Kensuke Kimura, del RIKEN Cluster for Pioneering Research, "que pudimos hacer esto gracias a un mecanismo previamente desconocido, donde los electrones se eliminan selectivamente de la molécula cargada dependiendo de su estado de rotación".
"Fue muy emocionante descubrir este nuevo mecanismo", dice Yousoo Kim, líder del Laboratorio de Ciencias de Superficie e Interfaz en RIKEN CPR, "Creemos que estos hallazgos podrían convertirse en un principio de funcionamiento general para OLED nuevos con bajo voltaje de funcionamiento"
El trabajo fue realizado por investigadores de RIKEN, la Universidad de California en San Diego, la Universidad de Tokio y el Instituto de Ciencia Molecular.
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Materiales proporcionados por RIKEN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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