Rezultati su objavljeni u naučnom časopisu Džurnal of fizikal kemistri
Organske svetleće diode (OLED) su perspektivno područje poluprovodničke nanoelektronike, koje pruža kompaktne, jeftine i vrlo efikasne izvore svetlosti i piksele ekrana.
Prema rečima naučnika MIFI, oni su na osnovu kvantno-hemijskih proračuna kreirali metodu izbora molekula-predajnika koji će u velikoj meri ubrzati i olakšati stvaranje različitih OLED uređaja treće generacije, prenoseći ovaj proces na područje računarskog modeliranja.
„Preispitali smo principe molekularnog dizajna predajnika, analizirajući molekul 2CzPN koji je trenutni šampion u efikasnosti. Proučavajući višesmerne procese koji su karakteristični za ovaj molekul i druge organske poluprovodnike, identifikovali smo ključne karakteristike njihove strukture koje doprinose efikasnom osvetljavanju“, objasnila je Aleksandra Frejdzon, kandidatkinja hemijskih nauka.
Emitovanje svetlosti u OLED aparatima nastaje usled fenomena rekombinacije, odnosno sudara nosača suprotnog naelektrisanja: elektrona i, takozvanih rupa, koje su u stvari molekuli ili atomi bez elektrona.
Kvantna efikasnost OLED uređaja prve generacije nije prelazila 25 odsto, dok je u trećoj generaciji, na kojoj naučnici sada rade, već moguće koristiti 100 odsto parova elektronskih rupa. To je postalo moguće zahvaljujući upotrebi jednog od intramolekularnih procesa — termički aktivirane odložene fluorescencije (TADF).
Ranije se smatralo da se efikasni TADF-predajnik sastoji od dva dela čija interakcija treba da bude minimalna. Međutim, prema rečima naučnika, oni su ustanovili niz drugih svojstava koja materijal mora da ima da bi emitovanje u njemu moglo efikasno da se kombinuje sa procesima u kojima ne dolazi do emitovanja.
„Samo mi smo uspeli da primenimo kvantno-hemijsku metodu koja pruža visoku preciznost u položaju energetskih nivoa molekula. Ovo je od presudnog značaja u teoriji TADF, jer greške u položaju nivoa kvalitativno menjaju sve. Štaviše, uspeli smo da objedinimo sve procese koji vode do TADF i kombinuju se sa njim, i da procenimo njihove brzine u okviru jednog modela, bez dodatnih približavanja“, istakla je Aleksandra Frejdzon.
Kompjuterski skrining materijala sa jasnim kriterijumima za izbor pomoći će da se drastično smanji količina eksperimentalnog rada i ubrza otkriće i izlazak na tržište novih efikasnih predajnika treće generacije OLED, objasnili su naučnici sa univerziteta MIFI.
Korišćena kvanto-hemijska metoda zahteva složene proračune, ali, prema rečima autora rada, dobijeni podaci će nam takođe omogućiti da kalibrišemo i poboljšamo kvalitet jednostavnijih i jeftinijih metoda za proučavanje organskih poluprovodnika.
Ovaj rad je izveden u saradnji sa Centrom za fotohemiju Ruske akademije nauka u okviru granta Ruske fondacije za nauku No.19-13-00383. Trenutno istraživački tim razvija elemente veštačke inteligencije koji će pomoći u obradi velikog broja podataka za efikasniji skrining.
Pročitajte i:
