Viime aikoina Japanin Kyushu-yliopistossa sijaitsevan Orgaanisen fotonikeskuksen ja elektronisen tutkimuksen tutkijat osoittivat uuden tavan parantaa OLED-järjestelmän tehokkuutta jakamalla yhden excitonin energia osaksi kahta osaa yhdestä valtion fissiosta, mikä voisi rajoittaa tuotannon tehokkuutta OLED-excitio on yli 100%. Exciton on OLED-energialäppä, joka muodostuu molekyylin positiivisesta varauksesta ja negatiivisesti varautuneesta liitoksesta. Exciton voi tuottaa fotonin vapauttamalla energiaa.
On olemassa kaksi poikkeavuutta, nimittäin yksi valtio ja kolminkertainen valtio. Japanin Kyushun yliopistossa järjestettävän orgaanisen fotoniikan ja elektroniikan keskuksen tutkijat käyttävät molekyylejä, jotka voivat hyväksyä triple Excitonin, jossa tripletin eksiton energia on puolet yksittäisen valtion excitonista, voittaen rajoituksen, jonka mukaan jokainen latauspari voi muodostaa vain yhden exciton. Yksittäinen exciton voi siirtää puolet sen energiasta naapurimolekyyleihin säilyttäen samalla puolet sen energiasta.
Tämä yhden valtion fissioprosessi voi aiheuttaa yksittäisen tilan exciton tuottaa kaksi kolminkertaista tilannetta ja sitten siirtää tripletti-Exciton toiseen molekyyliluokkaan, jotka voivat käyttää energiaa lähettämään lähin infrapuna-valoa (NIR). Professori Hajime Nakanotani sanoi: "Lyhyesti sanottuna käytämme molekyylejä transformaatiokoneina OLEDin excitonille." Konversiokone, joka on samanlainen kuin 10 dollarin laskun muuntaminen kahteen 5 dollarin laskuun, joka muuntaa kalliin energian suurimman värähtelijän kahteen puoleen hintaan matalassa energiassa.
Tutkijat arvioivat yhden valtion fissioprosessin tehokkuuden vertaamalla NIR-emissiota pieneen näkyvän valon emissioon jäljelle jääneestä yksittäisestä tilasta poikkeavalla magneettikentällä. Kokeiden avulla tutkijat vahvistivat, että kolmivaiheisen valtion Exciton-energiassa tuottama yksivaiheinen fissio Dark triplettitilasta siirtyy Nir Electroluminescent -päästöjen jälkeen, 100,8%: n kokonaistehokkuuskyky.
Tutkijat sanovat, että tutkimus on ensimmäinen, joka käyttää yhden valtion fissiota parantaakseen OLED-toimintojen tehokkuutta, vaikka yksittäisen valtion fissiota aiemmin käytettiin orgaanisissa aurinkokennoissa. Tiimi totesi, että yhden valtion fissien yleinen tehokkuus on edelleen suhteellisen alhainen, koska orgaanisen emitterin lähellä infrapunapäästöperinne on tehottomampi. Tämä uusi lähestymistapa tarjoaa kuitenkin mahdollisuuden parantaa OLEDin tehokkuutta ja lujuutta muuttamatta emitterimolekyyliä.
Tehokkuuden parantamiseksi tutkijat etsivät keinoja itse emitterin molekyylirakenteen parantamiseksi. Jatkossa parannuksia tiimi toivoo lisäävän 125 prosentin hyötysuhdetta, mikä on seuraava tutkijoiden rajoitus, koska sähkötoiminnot tuottavat luonnollisesti 25% yhden valtion excitonista ja 75% Triple-state excitonista.
Kun tiimi saavutti tämän tavoitteen, joukkue alkoi tutkia, miten kolmoisnäytteitä muutetaan yhden valtion excitoniksi saavuttaakseen 200 prosentin kvanttihyötysuhteen. "Lähellä oleva infrapunavalo on avainasemassa biologiassa, lääketieteellisissä sovelluksissa ja viestintäteknologiassa", sanoo oopperan johtaja Chihaya Adachi. Nyt kun ymmärrämme, että yhden valtion fissiota voidaan käyttää OLED-järjestelmissä, on uusi tapa voittaa haasteita tuottaa hyvin tehokas lähellä infrapunatulaa, ja se on pian käytännöllinen.
" Kokeet osoittavat, että sähköisillä virityksillä voidaan myös käyttää yksivaiheisen fissiumin tuottamaa kolmoistilaista excitonia elektroluminesenssinä, mikä parantaa OLEDin kvanttihyötysuhdetta. Yksilisäädyn fissiota käyttävän elektroluminesenssin avulla voidaan kehittää korkean intensiteetin NIR-valonlähteitä, mikä on erityisen tärkeää tunnistettaessa, optisessa viestinnässä ja lääketieteellisissä sovelluksissa.
