Oamenii de stiinta de la Universitatea din Utah (Universitatea din Utah) au inventat un nou „spintronice“ diodă emițătoare de lumină organice (OLED), care promite să fie mai luminos, mai ieftin și mai ecologic în comparație cu alte tipuri de diode emițătoare de lumină, sunt utilizate în mod activ astăzi în producția de televizoare moderne, monitoare de calculator, iluminat , semafoare și multe alte dispozitive electronice.
Dioda emițătoare de lumină polarizată dioptrică
Fizica din Utah au creat un prototip al unui nou tip de LED-uri - numit punct de vedere științific „organic diode electroluminiscente cu spin polarizat“ sau de spin cu LED-uri (de spin-OLED) - care produce o lumină portocalie. Dr. Vardeni crede că în câțiva ani, cu ajutorul noilor tehnologii, va fi posibil să se producă diode de LED-uri roșii și albastre, și, probabil, de spin alb.
Lumina portocalie emisă de un LED organic de tip nou
Cu toate acestea, nu ar trebui să fie de cel puțin cinci ani înainte ca noile LED-uri se încadrează în piața de masă, pentru că acum ele pot funcționa doar la temperaturi mai mari de minus două grade Celsius, și, prin urmare, acestea vor îmbunătăți foarte mult, astfel încât noile LED-uri pot fi operate la temperatura camerei, adaugă Vardeni.
Profesorul Vali Varden a inventat un nou tip de LED-uri, în colaborare cu Nguyen Asta (Tho D. Nguyen), un lector superior de fizică, și Ethan Erenfroendom (Eitan Ehrenfreund), un fizician de la Institutul de Tehnologie din Israel din Haifa.
Studiul a fost sponsorizat de către Fundația Națională de Științe a Statelor Unite (FSN), Departamentul Energiei al Statelor Unite, Fundația pentru Științele Israelului și Fundația Științifică Comună SUA-Israel. Cercetarea este parte a Utah Centrul de Stiinte inginereasca si materiale noi initiativa, care primeste finantare de la FSN si Utah Research and Technology Foundation.
Evoluția tehnologiilor LED și OLED
În ceea ce privește un nou tip de lumină organice diode emițătoare create de fizicieni din Utah, se bazează, de asemenea, pe semiconductori organici, cu toate acestea, nu este pur și simplu un dispozitiv electronic care stochează unele date codificate de încărcare electronică. Acesta este tocmai dispozitivul "spintronic", în care rotirile de electroni servesc ca purtători de informații.
Supapele de spin organice constau din trei straturi: un strat organic care acționează ca un semiconductor și dispuse între celelalte două straturi - electrozii feromagnetic-metal. Un nou LED de spin, unul dintre electrozi metalici ferromagneticheskih din cobalt, iar celălalt - al unei substanțe chimic complex numit lantan-stronțiu oxid de magneziu (lantan stronțiu oxid de mangan). Stratul organic în noul OLED preparat din polimer cu nume neobișnuit „deuterată DOO-PPV», care este un semiconductor care emite lumina portocalie.
Lățimea LED, precum și lungimea acestuia este de 300 micrometri (care este egală cu lățimea totală a trei-șase de păr uman), și înălțimea - aproximativ 40 nanometri (de exemplu, aproximativ o mie de ori mai subtire decat un fir de păr uman).
Sub influența tensiunii joase, electronii încărcați negativ și "găurile electronice" încărcate pozitiv trec printr-un semiconductor organic. Dacă un câmp magnetic este aplicat electronilor, rotirile electronilor și găurilor electronice dintr-un semiconductor pot fi aliniate în paralel sau în direcții opuse.
Două realizări care au făcut posibil apariția unui nou tip de OLED
În noua fizica punctul de studiu la două evoluții importante în domeniul materialelor noi, care au fost folosite pentru a crea un nou valve de spin organice „bipolare“, care permit rotirea cu LED-uri să emită lumină, în loc de simpla ajustare a curentului electric, așa cum a făcut închiderile organice din generația anterioară.
Prima realizare este asociată cu înlocuirea hidrogenului convențional cu deuteriu în stratul organic al închiderii prin centrifugare. Deuteriul este un hidrogen greu sau, mai degrabă, un atom de hidrogen cu un neutron suplimentar adăugat la proton și electron. Potrivit profesorului Vardeni, folosirea deuteriului a făcut ca procesul de emanație a luminii printr-un nou spin LED să devină mai eficient.
A doua realizare a fost utilizarea unui strat extrem de subțire de fluorură de litiu plasat pe un electrod din cobalt. Acest strat permite ca electronii încărcați negativ să pătrundă în obturatorul rotativ pe o parte, în timp ce găurile electronice încărcate pozitiv intră în poarta de pe cealaltă parte. Acest lucru face obturatorul "bipolar" - spre deosebire de porțile anterioare, prin care pot circula doar găuri electronice.
Spin LED-ul generează lumină în domeniul vizibil sub influența tensiunii
Este capacitatea obturatorului de a trece prin el însuși și electroni, iar găurile de electroni au o legătură directă cu capacitatea sa de a emite lumină vizibilă. Când un electron se recombinează cu o gaură de electroni, energia eliberată ca rezultat este emisă sub formă de lumină. "Când se întâlnesc, un exciton apare de la ei, aceste excitonuri ne dau lumină", explică profesorul Vardeni. De asemenea, se observă că dispozitivul, prin care se extind nu numai găuri electronice, dar electronii rezistă electric actuala putere mai mare și emite lumină a cărei intensitate poate fi controlată de un câmp magnetic, în timp ce alte tipuri de diode emițătoare de lumină necesită energie electrică suplimentară pentru a crește intensitatea fluxului luminos.
LED-urile existente pot emite numai una din cele trei culori: roșu, albastru sau verde, în funcție de tipul de semiconductor folosit. Noile LED-uri de spin aceeași - explica profesorul Varden - mai ales remarcabil prin aceea că un dispozitiv realizat din astfel de tehnologii, este în măsură să dea diferite culori, care corespund anumitor valori ale câmpului magnetic. În cele din urmă, bazat pe dispozitivele cu diode emițătoare de lumină organice sunt mai ieftine decât semiconductori siliciu tradiționale, precum și producția de diode emițătoare de lumină organice lasă deșeuri mai puțin toxice.
Mulți au câștigat mult timp pe Internet. Merită să încercați să vă începeți propria afacere. Platforma pentru webinar vă va ajuta. Încearcă-ți tăria. poate vă puteți împărtăși experiența cu ceilalți.
Trimiteți-le prietenilor: