Новосибирские ученые разработали органические светоизлучающие проводники. Их можно использовать для изготовления гибких электронных устройств – например, при создании дисплеев.
Над этой разработкой трудились ученые НГУ, Новосибирского института органической химии, Института физики полупроводников СО РАН, МГУ и университета Гронингена (Нидерланды). Им удалось первым в мире вырастить из раствора монокристаллы фуран-фениленовых со-олигомеров, которые обладают полупроводниковыми и люминисцентными свойствами. Как рассказали в НГУ, созданный группой ученых продукт можно использовать для производства органических светоизлучающих транзисторов и гибких электронных устройств.
Квантовый выход фотолюминесценции для этих полупроводников составляет более 65%. По словам одного из авторов разработки, сотрудника лаборатории химии свободных радикалов НГУ, Максима Казанцева, у получившихся монокристаллов есть ряд преимуществ по сравнению с кристаллическим кремнием – самым распространенным неорганическим полупроводником, который используют в электронике. Среди преимуществ – легкость, вариативность свойств, гибкость, полупрозрачность и недорогое производство.
«Мы стремимся упростить процесс изготовления устройств. Неорганические полупроводники производятся с применением сложных технологий, которые требуют высоких температур, вакуума. Органические же материалы можно наносить более дешевыми и простыми способами, например, напечатать полупроводниковый слой на принтере, напылить или использовать различные процессы самосборки, – рассказал Максим Казанцев. – Уникальные свойства материалов могут способствовать созданию новых устройств, например гибкого дисплея, который можно сложить или свернуть в трубочку и положить в карман. Это бы значительно упростило жизнь в некоторых случаях».
В настоящий момент ученые занимаются органическими материалами, которые бы не только были хорошими полупроводниками, но и имели бы интересные оптические свойства. Например, могли бы излучать свет. По словам Казанцева, задача совместить полупроводниковые и светоизлучающие свойства не так проста. Материалы, созданные на основе полученного учеными соединения, олигомера бис-фенилфуранбензола (BPFB), обладают существенно большей растворимостью и имеют высокий квантовый выход фотолюминесценции – 65% в сравнении с 35% у тиофенового аналога.
«Для высокой подвижности зарядов в полупроводнике необходима достаточно плотная и близкая упаковка молекул, а это чаще всего приводит к тушению люминесценции, из-за чего квантовый выход падает», – пояснил ученый.
Органические светоизлучающие полупроводники можно использовать в качестве активных слоев светоизлучающих транзисторов, отметили авторы разработки. «В дисплеях каждый пиксель представляет собой светодиод, который управляется одним транзистором. Мы можем объединить в одном устройстве функции как управления, так и излучения света. Кроме того, такие устройства по сравнению с обычными светодиодами более энергоэффективны, и в перспективе могут использоваться для создания органических лазеров с электрической накачкой», – отметил Казанцев.
Ученые создали органический материал для гибких дисплеев
Новосибирские ученые разработали органические светоизлучающие проводники. Их можно использовать для изготовления гибких электронных устройств – например, при создании дисплеев.
Над этой разработкой трудились ученые НГУ, Новосибирского института органической химии, Института физики полупроводников СО РАН, МГУ и университета Гронингена (Нидерланды). Им удалось первым в мире вырастить из раствора монокристаллы фуран-фениленовых со-олигомеров, которые обладают полупроводниковыми и люминисцентными свойствами. Как рассказали в НГУ, созданный группой ученых продукт можно использовать для производства органических светоизлучающих транзисторов и гибких электронных устройств.
Квантовый выход фотолюминесценции для этих полупроводников составляет более 65%. По словам одного из авторов разработки, сотрудника лаборатории химии свободных радикалов НГУ, Максима Казанцева, у получившихся монокристаллов есть ряд преимуществ по сравнению с кристаллическим кремнием – самым распространенным неорганическим полупроводником, который используют в электронике. Среди преимуществ – легкость, вариативность свойств, гибкость, полупрозрачность и недорогое производство.
«Мы стремимся упростить процесс изготовления устройств. Неорганические полупроводники производятся с применением сложных технологий, которые требуют высоких температур, вакуума. Органические же материалы можно наносить более дешевыми и простыми способами, например, напечатать полупроводниковый слой на принтере, напылить или использовать различные процессы самосборки, – рассказал Максим Казанцев. – Уникальные свойства материалов могут способствовать созданию новых устройств, например гибкого дисплея, который можно сложить или свернуть в трубочку и положить в карман. Это бы значительно упростило жизнь в некоторых случаях».
В настоящий момент ученые занимаются органическими материалами, которые бы не только были хорошими полупроводниками, но и имели бы интересные оптические свойства. Например, могли бы излучать свет. По словам Казанцева, задача совместить полупроводниковые и светоизлучающие свойства не так проста. Материалы, созданные на основе полученного учеными соединения, олигомера бис-фенилфуранбензола (BPFB), обладают существенно большей растворимостью и имеют высокий квантовый выход фотолюминесценции – 65% в сравнении с 35% у тиофенового аналога.
«Для высокой подвижности зарядов в полупроводнике необходима достаточно плотная и близкая упаковка молекул, а это чаще всего приводит к тушению люминесценции, из-за чего квантовый выход падает», – пояснил ученый.
Органические светоизлучающие полупроводники можно использовать в качестве активных слоев светоизлучающих транзисторов, отметили авторы разработки. «В дисплеях каждый пиксель представляет собой светодиод, который управляется одним транзистором. Мы можем объединить в одном устройстве функции как управления, так и излучения света. Кроме того, такие устройства по сравнению с обычными светодиодами более энергоэффективны, и в перспективе могут использоваться для создания органических лазеров с электрической накачкой», – отметил Казанцев.
