Никто не знает почему, но важнейшие биологические молекулы поворачивают свет налево-это называется хиральностью. Исследователи из Кембриджского университета и технологического университета Эйндховена использовали так называемые хиральные полупроводники для улучшения экранов. Этот прорыв в области OLED-пикселей может сделать телевизоры, телефоны, часы и многое другое гораздо более энергоэффективными и более яркими.
Исследование показывает, что хиральные полупроводники могут обеспечивать выдающуюся яркость и эффективность, и это может иметь действительно большое значение для любого устройства с дисплеем, от самых маленьких смарт-часов до самого массивного OLED-телевизора.
Одна из самых больших потерь энергии в экранах-использование поляризационных слоев. В OLED-телевизорах эти слои обычно используются для уменьшения утечки света и обеспечения высокой контрастности, которой славится данная технология. Но этот процесс фильтрации поглощает много света – American Polarizers Inc утверждает, что любой поляризатор поглощает более 50% света, проходящего через поляризатор. Это большая потеря энергии.
Новая технология на базе хиральных полупроводников отличается тем, что выполняет поляризацию иным образом.
Разработанный исследователями хиральный полупроводник излучает свет с круговой поляризацией, который несет информацию о «леворукости» электронов. Там, где обычные кремниевые полупроводники симметричны, хиральные молекулы расположены слева или справа и отражают друг друга. Самый известный пример хиральных молекул-ДНК, где ее части образуют двойную спираль, которую мы так хорошо знаем.
Создание хиральных полупроводников оказалось очень сложной задачей, но исследователи нашли способ. Черпая вдохновение в природе, исследователи создали правосторонние и левосторонние спиральные колонки из стеков полупроводниковых молекул. И эти динамики могут революционизировать лучшие OLED-телевизоры, лучшие умные часы и все, что между ними.
По словам профессора Ричарда Френда из Кембриджского университета, который руководил исследованием, в отличие от жестких неорганических полупроводников, молекулярные материалы обладают невероятной гибкостью, что позволяет нам создавать совершенно новые структуры, такие как хиральные светодиоды. Это все равно что работать с набором Lego любой формы, которую вы только можете себе представить, а не просто с прямоугольными кирпичиками.
Созданный командой полупроводник основан на материале, известном как триазатруксен, или сокращенно ТАТ. он самоорганизуется в спираль, и электроны могут перемещаться по этой спирали. Университет описывает его как подобие винта.
Эти структуры могут быть встроены в OLED-панели, как объясняет Ритупарно Чоудхури, соавтор исследования из Кембриджской Кавендишской лаборатории. «Мы существенно переработали стандартный рецепт изготовления OLED-дисплеев, подобных тем, которые используются в наших смартфонах, что позволяет нам удерживать хиральную структуру внутри стабильной некристаллизующей матрицы».
Светодиоды с круговой поляризацией продемонстрировали рекордную эффективность, яркость и поляризацию, что делает их лучшими в своем роде, говорят в Технологическом университете Эйндховена.
До появления этой технологии в лучших телевизорах еще годы. Но это большой прорыв, который, по данным технологического университета Эйндховена, также имеет большое значение для квантовых вычислений и того, что известно как «спинтроника» — область исследований, которая использует вращение электронов для хранения и обработки информации. Это может привести к созданию более быстрых компьютеров.
