Keyt MakAlpin, Miçiqan Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Cihazdakı dəlik (yaşıl) və elektron (mavi) cərəyanının işıq emissiyası qaynar nöqtələri (narıncı və şaftalı) yaratmaq üçün rekombinasiya edən filamentlərdə necə cəmləşdiyini göstərən nanoölçülü OLED-in 3D simulyasiyası. Müəllif: Joshua Springsteen, Optoelektronik Komponentlər və Materiallar Qrupu, Miçiqan Universiteti.

Telefon ekranlarındakı və digər OLED displeylərdəki piksellər vahid parıltı təmin edir, lakin Miçiqan Mühəndislik Universitetinin tədqiqatçılarından ibarət bir qrup işığın əslində bəzilərinin titrədiyi nanoskallı qaynar nöqtələrdən qaynaqlandığını aşkar edib. Bu, cihazların ömrünə mənfi təsir göstərə bilər.

“Əgər bəzi sahələr digərlərindən daha çox cərəyan keçirirsə, onların daha tez yanması ehtimalı yüksəkdir”, – deyə Peter A. Franken Universitetinin Mühəndislik üzrə professoru və Nature Photonics jurnalında dərc olunmuş tədqiqatın aparıcı müəlliflərindən biri olan Stiv Forrest bildirib . “Bu fenomen günəş batareyalarının səmərəliliyi və ya tranzistorlarda yük hərəkətliliyi kimi cihazların etibarlılığına və performansına təsir göstərə bilər. O, üzvi olan hər şeyə nüfuz edir, buna görə də çox fundamental, eyni zamanda çox praktikdir.”

Komanda həmçinin üzvi və ya karbon əsaslı elektronika üçün bir həll yolu təklif edir: tipik amorf struktur əvəzinə kristal strukturlar daha uzun müddət davam edə bilər.

Şarj daşıyıcıları qaynar nöqtələri necə yaradırlar

“Bizi bunu axtarmağa sövq edən hesablamalar əslində olduqca köhnədir. 2000-ci illərin ortalarında insanlar cari kanalizasiya fenomeni adlandırdıqlarını proqnozlaşdırırdılar”, – deyə UM elektrik və kompüter mühəndisliyi professoru və eyni zamanda tədqiqatın baş müəllifi Kris Gibink bildirib. “Bunu təpəli mənzərə ilə müqayisə etmək olar. Cihazdan keçən elektronlar və ya yük daşıyıcıları ən aşağı enerji yollarını izləmək istəyirlər, buna görə də onlar vadilər boyunca hərəkət edəcəklər.”

Yük daşıyıcıları iki cür olur: elektronlar və mənzərə boyunca əks istiqamətlərdə hərəkət edən müsbət yüklü “dəliklər”. Bu çayların kəsişdiyi yerlərdə işıq yayan molekullar elektron-dəlik cütlərini fotonlara və ya işıq hissəciklərinə çevirir.

Bəzi vadilər digərlərindən daha dərin olduğundan, sıxlıqlarının materialın qalan hissəsindən 10-100 dəfə yüksək olduğu düşünülən yük daşıyıcılarının yüksək trafikli çaylarını dəstəkləyir. Bunun əksinə olaraq, kristal materiallar daha vahiddir. Onların mənzərəsi düzdür, bu da yük daşıyıcılarının daha bərabər yayılmasına səbəb olur və bu da qaynar nöqtə effektini azaldır.

Nanomiqyaslı yanıb-sönmə zamanı yaxınlaşma

Nəzəriyyə göstərir ki, qaynar nöqtələr cəmi bir neçə on nanometr diametrindədir. Onlar optik mikroskopdan götürülmüş görüntülərdə bir neçə yüz nanometr və ya daha böyük detallarla məhdudlaşan dənəvərlik kimi görünürlər.

“İlk narahatlıq mikroskop artefaktını görüb-görməməyimiz idi”, – elektrik və kompüter mühəndisliyi üzrə doktorantura tələbəsi və tədqiqatın ilk müəllifi Coşua Sprinqstin dedi. “Cihazın eyni sahəsini həm fotolüminesans, həm də elektrolüminesans istifadə edərək mikroskopumuzla araşdırdıq və bunun elektrik fenomeni olduğunu təsdiqlədik.”

Bəzi işıqlar yanıb-söndüyü və həmişə sinxron olmadığı üçün Springsteen cihazın videosunu çəkə və bir qaynar nöqtənin söndürüldüyü, digərinin isə aktiv qaldığı zaman parlaqlıqdakı dəyişiklikləri qeyd edən proqram təminatı vasitəsilə işə sala bildi. Super qətnaməli optik dalğalanma görüntüləməsi adlanan bu texnika komandaya qaynar nöqtələrin yaydıqları yaşıl işığın dalğa uzunluğunun yarısından kiçik olduğunu təsdiqləməyə kömək etdi.

Niyə yanıb-sönmə cihazlar üçün vacibdir

Tədqiqatçılar hesab edirlər ki, yanıb-sönmə enerji mənzərəsində müvəqqəti olaraq çökmə nöqtələrində qalan yük daşıyıcıları ilə əlaqədardır. Bu baş verdikdə, onlar daha çox bənd kimi hərəkət edərək alternativ yollar axtaran və aşağı axındakı qaynar nöqtələrin qaralmasına səbəb olan digər yük daşıyıcılarını dəf edirlər. Nəticədə, yük daşıyıcısı çökmədən geri çıxmaq üçün kifayət qədər istiliyi udur və orijinal qaynar nöqtə yenidən işıqlanır. Yanıb-sönən qaynar nöqtələr sinxron olmadığı üçün insan gözü amorf OLED-ləri sabit şəkildə parıldayan kimi qəbul edir.

Mexanizmin düzgün olduğunu təsdiqləmək üçün komanda yükdaşıyıcı çayların harada axdığını və birləşdiyini göstərən əvvəlki hesablamalardan istifadə etdi. Springsteen bu nəzəri donma çərçivələrini götürdü və istifadə etdikləri super qətnaməli mikroskopiya texnikası ilə qaynar nöqtələrin bulanıqlaşdırılmasını təqlid etmək üçün onları emal etdi. Bu modifikasiya edilmiş modelləşdirmə şəkilləri eksperimental şəkillərə o qədər bənzəyirdi ki, komanda qaynar nöqtələri gördüklərinə əmin idi.

Cihaz Lurie Nanofabrikasiya Müəssisəsində istehsal olunmuş və Miçiqan Materialların Xarakteristikası Mərkəzində tədqiq edilmişdir.

Nəşr detalları