Ученые приблизились к более легким и гибким оптоэлектронным устройствам

Органические оптоэлектронные устройства, такие как органические светоизлучающие диоды, OLED, используют молекулы со специфической структурой, расположенные на тонких пленках. Кроме того, расположение этих молекул на любой поверхности имеет решающее значение для различных процессов, происходящих в этих устройствах.

Такое расположение определяется двумя основными факторами: скоростью осаждения (насколько быстро размещаются молекулы) и температурой поверхности. Более низкая скорость осаждения и более высокая температура способствуют правильному расположению молекул, что приводит к созданию более стабильных структур. Нахождение правильной временной шкалы для этого процесса также очень важно, поэтому исследователи ищут способы контролировать эти факторы для оптимального расположения молекул на поверхности.

В новом исследовании команда из Японии под руководством профессора Хисао Исии из Высшей школы науки и техники и Центра пограничных наук Университета Чиба, а также Масахиро Охара из Университета Чиба и доктора Юя Танака из Высшей школы науки и техники Университета Гунма представила новый метод осаждения, который позволяет добиться подходящего расположения молекул. Статья была размещена в Интернете 4 декабря 2023 года и опубликована в журнале Applied Materials and Interfaces.

При осаждении органических молекул методом вакуумного напыления ориентация молекул меняется с течением времени за счет паузы в осаждении. Более того, изменяя условия осаждения, можно изменить ориентацию как головной, так и хвостовой части молекул, — объясняет профессор Ишии.

В своем исследовании команда нашла простой и в то же время оригинальный способ контролировать ориентацию молекул, осажденных на алюминиевые и бензолсодержащие тонкие пленки, обозначенные как Alq3 и TPBi, соответственно. Они использовали метод «прерывистого осаждения», который предусматривает перерывы в процессе осаждения, и разработали обновленную версию инструмента под названием „вращающийся зонд Кельвина“ (RKP). Он использовался для измерения поверхностного потенциала (напряжения на поверхности материала) во время и после осаждения в режиме реального времени. Многократно открывая и закрывая затвор для осаждения через определенные промежутки времени, исследователи могли изменять поляризацию (распределение зарядов), влияя на то, как молекулы ориентированы на пленках.

Новый подход к прерывистому осаждению позволил создать расслабленный и стабильный поверхностный слой с контролируемой поляризацией. Исследование также показало, как релаксация поверхности влияет на ориентацию молекул и формирование потенциальной долины (в форме буквы «V»). Фактически, этот метод осаждения позволяет создать произвольный профиль потенциала для желаемой ориентации молекул на интересующей тонкой пленке.

С точки зрения применения, этот метод прерывистого осаждения может повысить эффективность и срок службы OLED-материалов. Кроме того, она может быть использована для неполярных органических молекул, что делает ее полезной для таких устройств, как органические фотоэлектрические элементы и транзисторы. Профессор Исии подчеркивает:

Ожидается, что этот метод позволит еще больше повысить эффективность и срок службы OLED. Помимо OLED, он также способствует развитию других органических устройств, таких как органические запоминающие устройства. Таким образом, замена обычных неорганических устройств на органические сделает легкие и гибкие устройства легкодоступными.

Таким образом, в данном исследовании изучаются процессы релаксации, влияющие на ориентацию молекул на поверхности органических тонких пленок, и используется прерывистое осаждение для эффективного создания стабильного поверхностного слоя. Кроме того, разработан инструмент RKP для анализа изменений поверхностного потенциала с течением времени. Ожидается, что предложенный метод осаждения будет работать с различными органическими молекулами (не только полярными) и может открыть путь к улучшению существующих и разработке новых органических устройств.

15.01.2024


Подписаться в Telegram



Net&IT

Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр

В сериале Звездный путь: Следующее поколение к...

Physical Review X: Сеть квантовых датчиков повышает точность измерений
Physical Review X: Сеть квантовых датчиков повышает точность измерений

Квантовые системы, используемые в квантов...

Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек

Еще один балл в пользу искусственного инт...

Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее

Несколько лет назад исследователи Массачу...

Ученые приблизились к более легким и гибким оптоэлектронным устройствам
Ученые приблизились к более легким и гибким оптоэлектронным устройствам

Органические оптоэлектронные устройства, такие...

PNAS Nexus: ИИ пока еще далеко до человеческих способностей мыслить
PNAS Nexus: ИИ пока еще далеко до человеческих способностей мыслить

Атанасиос С. Фокас рассматривает актуальный во...

Nature: ИИ генерирует белки с исключительной прочностью связывания
Nature: ИИ генерирует белки с исключительной прочностью связывания

В новом исследовании, опубликованном 18 декабр...

Nature Computational Science: ИИ может предсказывать события в жизни людей
Nature Computational Science: ИИ может предсказывать события в жизни людей

Искусственный интеллект, разработанный для&nbs...

Nature Electronics: Изменение памяти дает новые вычислительные возможности
Nature Electronics: Изменение памяти дает новые вычислительные возможности

Ученые Рочестерского университета разработали ...

Nature: 2D-материал изменяет форму 3D-электроники для искусственного интеллекта
Nature: 2D-материал изменяет форму 3D-электроники для искусственного интеллекта

Многофункциональные компьютерные чипы эволюцио...

Началась регистрация на конкурс «Битва искусственных интеллектов»
Началась регистрация на конкурс «Битва искусственных интеллектов»

Стартовал отборочный этап Международного техно...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
EGU: 41 000 лет назад атмосферу Земли пронзили космические лучи
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса