Pirmais solis uz OLED lāzeru?

Nanostruktūra organiskajās gaismas diodēs kavē traucējumus un palielina veiktspēju

Maksas pārsūtīšana OLED transporta reģionā © Thuc-Quyen Nguyen / UCSB
lasīt skaļi

Vairāk gaismas, mazāk siltuma: Pētniekiem ir izdevies izvairīties no lieliem organisko gaismas diožu trūkumiem - krasas enerģijas zuduma pie lieliem pašreizējiem līmeņiem. Pateicoties īpašai nanostruktūrai, tie samazināja traucējošos procesus to prototipā un tādējādi ļāva spilgtam apgaismojumam pat pie lielas strāvas līmeņa. Tas varētu bruģēt ceļu organisko diožu lāzeriem, kā ziņo pētnieki žurnālā "Applied Physics Letters".

Organiskās gaismas diodes (OLED) tiek uzskatītas par elastīgu un lētu alternatīvu parastajām LED. Tie nodrošina elastīgus, plānus displejus un nākotnē pat organisko diožu lāzerus. Tomēr līdz šim pēdējais joprojām ir nākotnes mūzika. Tā kā OLEDS gaismas izvade ir pārāk zema un pusvadītāju materiāls darbojas pat pie lielākām strāvām, joprojām ir pārāk neefektīvs, lai sasniegtu pietiekamu lāzera jaudu.

Jaudas zudums pie lielām straumēm

"Lāzeri darbojas ekstremālos apstākļos ar elektrisko strāvu, kas ir ievērojami augstāka nekā parastajos displejos vai apgaismojumā, " skaidro Tuks-Kvenens Ngujens no Kalifornijas Universitātes Santa Barbarā. Aprēķini rāda, ka uz OLED balstītiem lāzeriem pašreizējais blīvums būtu jāsasniedz vismaz pāris kiloamperi uz kvadrātcentimetru. "Bet šajos apstākļos enerģijas zudumi OLEDS ir tik lieli, ka tie padara to neiespējamu."

Vienu no iemesliem pētnieki tagad ir izpētījuši rūpīgāk un fiksējuši. OLEDS organisko pusvadītāju molekulas tiek ierosinātas ar elektrisko strāvu un izstaro gaismu, kad tās atgriežas sākotnējā stāvoklī. "Jūs to varat iedomāties kā cilvēkus vilcienā, " skaidro Chihaya Adachi no Kjusu universitātes. Brīvās vietas attēlo caurumus - pozitīvos lādiņus molekulā -, un pasažieri apzīmē negatīvi uzlādētos elektronus. Pasažieri apsēžas, tas atbilst satrauktas molekulas recidīvam zemes stāvoklī - tā izstaro gaismu.

Nanostruktūra kavē traucējošos procesus

Ja vēlaties izveidot OLED lāzeru, jums jāiegulda vairāk enerģijas - vienā automašīnas galā tas palielinās vairāk pasažieru. Tomēr tas noved pie sastrēguma: tas ir tik pieblīvēts, ka pasažieri saduras un nevar apsēsties. Līdzīgas lietas notiek OLED ar augstu spriegumu: "Pēc tam spilgtumu ierobežo iznīcināšanas procesi, " skaidro Adači. Sadursmju un citu procesu laikā enerģija tiek pārveidota siltumā, un tā tiek zaudēta, nevis izstarota kā gaisma. displejs

Adači un viņa kolēģi tagad ir apiejuši šo problēmu. Viņi konstruēja OLED, kurā īpaša materiāla nanostrukturēšana, ko pieliek elektronu stars, ievērojami samazina traucējumus. "Savā ierīcē mēs praktiski esam ierobežojuši piekļuvi vilcienam līdz automašīnas vidum, " skaidro Adači. "Rezultātā pasažieri izplatās uz diviem tukšiem automašīnas galiem, un sadursmes un iznīcināšana tiek samazināta."

Viņu prototips sasniedz pašreizējo blīvumu 2, 8 kiloampi uz kvadrātcentimetru, vienlaikus saglabājot spožumu, kas ir simts reizes lielāks nekā iepriekšējos OLED modeļos, ziņo pētnieki. Ar jaunās nanotekstūras palīdzību var ne tikai uzbūvēt efektīvākus OLED, bet arī svarīgu soli ceļā uz OLED bāzes lāzeriem. (Lietišķās fizikas vēstules, 2015; doi: 10.1063 / 1.4913461)

(Amerikas Fizikas institūts, 03.03.2015. - NPO)