Es wurde berichtet, dass Wissenschaftler entdeckt haben, dass Halbleitermoleküle mit ungepaarten Elektronen (als "freie Radikale" bezeichnet) verwendet werden können, um sehr effiziente organische Leuchtdioden (OLEDs) herzustellen, wobei ihre quantenmechanischen "Rotationseigenschaften" verwendet werden, um das traditionelle Nicht-Freie zu überwinden radikale Materialien. Effizienzgrenzen.
Freie Radikale sind oft für ihre extrem hohen chemischen Reaktionen und ihre nachteiligen Auswirkungen bekannt, einschließlich der menschlichen Gesundheit und der Ozonschicht. Durch die Entdeckung von Wissenschaftlern werden nun freie Radikale-OLEDs die Grundlage für Display- und Beleuchtungstechnologien der nächsten Generation.
Das Team der Cambridge University und der Jilin University beschrieb die Rotationsmerkmale des freien Radikals "aufwärts" und "abwärts", was als "doppelter" elektronischer Zustand bezeichnet wird. Wenn diese radikalischen OLEDs mit Energie versorgt werden, wird ein doppelt angeregter Zustand mit hoher Leuchtdichte erzeugt, und ein tiefrotes Licht mit einer Effizienz von nahezu 100% kann emittiert werden.
Für traditionelle Verbindungen (dh nicht freie Radikale ohne ungepaarte Elektronen) erfordern Quanten-Kraft-Spins eine Ladungsinjektion, um 25% helle "Einzelzustände" und 75% dunkle "Tripletts" im Betrieb der OLED zu bilden. Freie Radikale bieten eine gute Lösung für die grundlegendsten Rotationsprobleme, die Forscher seit dem Aufkommen von OLEDs in den 80er Jahren geplagt haben.
Dr. Emile Evans, Chef-Co-Autor des Teams von Professor Richard Friend vom Cavendish Laboratory, sagte: "Auf der Oberfläche sollten freie Radikale in OLEDs keine praktischen Auswirkungen haben, was unsere Ergebnisse sehr überraschend macht. Die freien Radikale selbst sind ungewöhnlich lumineszent und arbeiten in OLEDs mit ungewöhnlichen physikalischen Eigenschaften. " Wenn sie in einer Wirtsmatrix getrennt und durch einen Laser angeregt werden, haben die Radikale atypisch eine einzige Effizienz, die der Lumineszenz nahekommt. Dieses stark lumineszierende Verhalten wird in LEDs mit hoher Helligkeit umgesetzt, aber es gibt noch eine weitere Umwandlung: In Geräten, bei denen Ströme Elektronen in die ungepaarten Elektronenenergieniveaus der freien Radikale injizieren und die Elektronen aus den niedrigeren Energieniveaus herausziehen. Zusammen mit einem anderen Teil des Moleküls bildet sich ein heller, doppelt angeregter Zustand.
In Zukunft können diese hocheffizienten blauen und grünen Photo-Radikal-Dioden die Materialinnovation weiter vorantreiben. Derzeit untersuchen Forscher die Möglichkeit, dass sich freie Radikale außerhalb von Beleuchtungsanwendungen befinden, und hoffen, dass sich freie Radikale von anderen Zweigen der organischen Elektronikforschung inspirieren lassen.
