Резултати су објављени у научном часопису Џурнал оф физикал кемистри
Органске светлеће диоде (ОЛЕД) су перспективно подручје полупроводничке наноелектронике, које пружа компактне, јефтине и врло ефикасне изворе светлости и пикселе екрана.
Према речима научника МИФИ, они су на основу квантно-хемијских прорачуна креирали методу избора молекула-предајника који ће у великој мери убрзати и олакшати стварање различитих ОЛЕД уређаја треће генерације, преносећи овај процес на подручје рачунарског моделирања.
„Преиспитали смо принципе молекуларног дизајна предајника, анализирајући молекул 2CzPN који је тренутни шампион у ефикасности. Проучавајући вишесмерне процесе који су карактеристични за овај молекул и друге органске полупроводнике, идентификовали смо кључне карактеристике њихове структуре које доприносе ефикасном осветљавању“, објаснила је Александра Фрејдзон, кандидаткиња хемијских наука.
Емитовање светлости у ОЛЕД апаратима настаје услед феномена рекомбинације, односно судара носача супротног наелектрисања: електрона и, такозваних рупа, које су у ствари молекули или атоми без електрона.
Квантна ефикасност ОЛЕД уређаја прве генерације није прелазила 25 одсто, док је у трећој генерацији, на којој научници сада раде, већ могуће користити 100 одсто парова електронских рупа. То је постало могуће захваљујући употреби једног од интрамолекуларних процеса — термички активиране одложене флуоресценције (TADF).
Раније се сматрало да се ефикасни TADF-предајник састоји од два дела чија интеракција треба да буде минимална. Међутим, према речима научника, они су установили низ других својстава која материјал мора да има да би емитовање у њему могло ефикасно да се комбинује са процесима у којима не долази до емитовања.
„Само ми смо успели да применимо квантно-хемијску методу која пружа високу прецизност у положају енергетских нивоа молекула. Ово је од пресудног значаја у теорији TADF, јер грешке у положају нивоа квалитативно мењају све. Штавише, успели смо да објединимо све процесе који воде до TADF и комбинују се са њим, и да проценимо њихове брзине у оквиру једног модела, без додатних приближавања“, истакла је Александра Фрејдзон.
Компјутерски скрининг материјала са јасним критеријумима за избор помоћи ће да се драстично смањи количина експерименталног рада и убрза откриће и излазак на тржиште нових ефикасних предајника треће генерације ОЛЕД, објаснили су научници са универзитета МИФИ.
Коришћена кванто-хемијска метода захтева сложене прорачуне, али, према речима аутора рада, добијени подаци ће нам такође омогућити да калибришемо и побољшамо квалитет једноставнијих и јефтинијих метода за проучавање органских полупроводника.
Овај рад је изведен у сарадњи са Центром за фотохемију Руске академије наука у оквиру гранта Руске фондације за науку No.19-13-00383. Тренутно истраживачки тим развија елементе вештачке интелигенције који ће помоћи у обради великог броја података за ефикаснији скрининг.
Прочитајте и:
