دانشمندان روسی روش منحصر به فردی برای طراحی دیودهای آلی ایجاد می کنند

فن آوری

URL کوتاه دریافت کنید

محققان دانشگاه ملی هسته ای MEPhI یک روش منحصر به فرد برای طراحی دیودهای ساطع کننده نور آلی ایجاد کرده اند.

به گفته نویسندگان این مطالعه ، فناوری جدید مبتنی بر شیمی کوانتومی به طور قابل توجهی زمان ایجاد و بازاریابی دستگاه های OLED جدید ، نمایشگرهای با کیفیت بالا و منابع نور را کاهش می دهد. نتایج این مطالعه در مجله Chemistry of Physical Chemistry A منتشر شده است.

دیودهای ساطع کننده نور آلی (OLED) یک منطقه امیدوار کننده از نانو الکترونیک نیمه هادی است که منابع نوری فشرده ، کم هزینه و بسیار کارآمد و پیکسل های صفحه نمایش را ارائه می دهد.

به گفته دانشمندان MEPhI ، روش انتخاب مولکول های ساطع کننده ، بر اساس محاسبات شیمیایی کوانتومی ، ایجاد انواع OLED های نسل سوم را تا حد زیادی تسریع و تسهیل می کند و این امر را به حوزه مدل سازی رایانه منتقل می کند.

“ما با تجزیه و تحلیل مولکول 4،5-bis (carbazol-9-yl) -1،2-dicyanobenzene (2CzPN) ، قهرمان فعلی از نظر کارایی ، اصول طراحی مولکولی انتشار دهنده را دوباره تعریف کردیم. الکساندرا فریدزون ، استادیار NESPI MEPhI ، نامزد علوم شیمی ، توضیح داد که با بررسی فرآیندهای چند جهته مشخصه این مولکول و سایر نیمه رساناهای آلی ، ویژگی های اصلی ساختار آنها را شناسایی کرده ایم.

انتشار نور در OLED به دلیل پدیده نوترکیبی رخ می دهد: برخورد حامل های بارهای مخالف ، الکترونها و به اصطلاح سوراخ ها ، که مولکول ها یا اتم های بدون الکترون هستند.

بازده کوانتومی OLED های نسل اول کمتر از 25٪ بود ، در حالی که با نسل سوم OLED ، که دانشمندان در حال حاضر روی آن کار می کنند ، می توان از 100٪ جفت های سوراخ الکترون استفاده کرد. این امر به دلیل استفاده از یکی از فرآیندهای درون مولکولی ، فلورسانس تأخیر حرارتی فعال شده (TADF) امکان پذیر است.

قبلاً اعتقاد بر این بود که یک ساطع کننده م Tثر TADF از دو قسمت تشکیل شده است که تعامل بین آنها باید کم باشد. با این حال ، دانشمندان MEPhI می گویند آنها تعدادی از خصوصیات را ایجاد کرده اند که یک ماده باید داشته باشد تا انتشار آن به طور موثر با فرآیندهای غیر ساطع کننده رقابت کند.

“ما تنها کسانی هستیم که موفق به استفاده از روش شیمیایی کوانتومی شده ایم ، که در موقعیت سطح انرژی مولکول بسیار دقیق است. این امر در نظریه TADF از اهمیت بسزایی برخوردار است ، زیرا اشتباهات در موقعیت های سطح از نظر کیفی کل تصویر را تغییر می دهد. علاوه بر این ، ما موفق شده ایم تمام فرآیندهای منجر به TADF و رقابت آنها را گرد هم آوریم و همچنین سرعت آنها را در یک مدل واحد بدون تقریب های اضافی ارزیابی کنیم. “

به گفته دانشمندان MEPhI ، غربالگری رایانه ای مواد با معیارهای انتخاب واضح به کاهش شدید کار آزمایشی و تسریع در کشف و راه اندازی مایع کارآیی جدید برای انتشار سومین نسل OLED کمک خواهد کرد.

به گفته نویسندگان این مطالعه ، روش شیمیایی کوانتومی که آنها استفاده می کنند نیاز به محاسبات پیچیده دارد ، اما داده های به دست آمده امکان کالیبراسیون و بهبود کیفیت روش های ساده تر و ارزان تر برای مطالعه نیمه هادی های آلی را فراهم می کند.
این مطالعه با همکاری مرکز فتوشیمی آکادمی علوم روسیه به عنوان بخشی از کمک هزینه بنیاد علمی روسیه به شماره 19-13-00383 انجام شد. تیم تحقیقاتی در حال توسعه عناصر AI است که به پردازش مجموعه داده ها برای غربالگری کارآمدتر کمک می کند.