È stato riferito che gli scienziati hanno scoperto che le molecole di semiconduttori con elettroni spaiati (chiamati "radicali liberi") possono essere utilizzate per rendere efficienti i diodi ad emissione luminosa organici (OLED), usando le loro caratteristiche di "rotazione" quantistica per superare tradizionali non liberi materiali radicali. Limiti di efficienza
I radicali liberi sono spesso noti per le loro reazioni chimiche estremamente elevate e per i loro effetti avversi, inclusa la salute umana e lo strato di ozono. Ora, attraverso la scoperta di scienziati, gli OLED a radicali liberi diventeranno il fondamento delle tecnologie di visualizzazione e illuminazione di prossima generazione.
Il team dell'Università di Cambridge e della Jilin University ha descritto le caratteristiche rotazionali "ascendente" e "discendente" del radicale libero, che è chiamato lo "stato elettronico doppio". Quando questi OLED radicali sono energizzati, viene generato uno stato di doppia eccitazione ad alta luminanza e può essere emessa una luce rossa intensa con un'efficienza di quasi il 100%.
Per i composti tradizionali (cioè i radicali non liberi senza elettroni non appaiati), gli spin di forza quantici richiedono l'iniezione di carica per formare il 25% di "single-state" luminoso e il 75% di "triplet" scuro nel funzionamento dell'OLED. I radicali liberi forniscono una buona soluzione ai problemi di rotazione più basilari che hanno afflitto i ricercatori dall'avvento degli OLED negli anni '80.
Il dott. Emile Evans, coautore principale del team del professor Richard Friend del laboratorio Cavendish, ha dichiarato: "In superficie, i radicali liberi negli OLED non dovrebbero avere alcun effetto pratico, il che rende le nostre scoperte molto sorprendenti. sono anormalmente luminescenti e funzionano in OLED con proprietà fisiche insolite. " Quando separati in una matrice ospite ed eccitati da un laser, i radicali hanno atipicamente una singola efficienza vicino alla luminescenza. Questo comportamento altamente luminescente è tradotto in LED ad alta luminosità, ma c'è un'altra trasformazione: in dispositivi in cui le correnti iniettano elettroni nei livelli di energia degli elettroni spaiati nei radicali liberi e tirano gli elettroni fuori dai livelli di energia più bassi. Insieme ad un'altra parte della molecola, si forma uno stato luminoso doppio eccitato.
In futuro, questi diodi foto-radicali blu e verdi ad alta efficienza possono ulteriormente guidare l'innovazione dei materiali. Al momento, i ricercatori stanno esplorando la possibilità di radicali liberi al di fuori delle applicazioni di illuminazione, sperando che i radicali liberi possano essere ispirati da altri rami della ricerca sull'elettronica organica.
