Дешевые светодиоды из органических полупроводников
Ученые Корнеллского Университета разработали новый тип органических полупроводниковых устройств, которые проявляют электролюминесценцию и играют роль фотогальванических элементов. Устройство использует так называемое "ионное соединение", которое, как говорят ученые, поможет улучшить светодиоды, так как органические полупроводники могут быть сделаны на тонких сгибаемых листах. В конечном счете, ученые надеются создавать дисплеи на бумаге.
"Гибкие - значит дешевые в производстве", сказал Джордж Маллиарас (George Malliaras) адъюнкт-профессор материаловедения и инженерии из Корнелла. В его лаборатории проводились все исследования.
Другим результатом исследования является массово-производимые, недорогие солнечные элементы. Исследователи Корнеллского Университета создали диод из органических полупроводников, которые также содержат свободные ионы (молекулы с электрическим зарядом). Диод – такое же устройство, как и электронная лампа или полупроводник, через которое ток может протекать свободно лишь в одном направлении. Ученые соединили вместе два органических слоя, - один из них содержал свободные позитивные ионы, а второй негативные ионы.
Затем они добавили тонкую проводящую пленку с нижней стороны. А верхний проводник остался прозрачным и пропускает свет в двух направлениях. В местах, где обе пленки соприкасаются, негативные ионы мигрируют через это соединение на позитивную сторону и наоборот, до того момента пока не наступит равновесие. Ученые говорят, что это аналогично тому, что происходит в кремниевом диоде, где электроны и дырки мигрируют через переход.
Когда к верху и низу прикладывается напряжение, ток идет через "электронное соединение", которое двигается в одном направлении, а дырки в другом. Миграция ионного заряда через соединение вызывает более высокий потенциал (разность напряжений), чем обычно, что влияет на то, как электроны объединяются с дырками. Это позволяет поднять энергию молекул, которые быстро выпускают энергию в виде фотонов света. Соединение проявляет интенсивное свечение.
А с другой стороны – когда яркий свет применяется, фотоны вбираются молекулами, выталкивающими при этом электроны – ионные заряды создают "выделенное направление" для движения электронов, заставляя ток протекать.
"С тех пор как устройство было создано при соединении вместе гибких материалов, стало возможным выпускать их большое количество и при небольших затратах", сказал Маллиарас. "Следующим шагом будет попытка модифицирования металлических составляющих полупроводников, чтобы сделать материалы более эффективными", добавил он.