Naqoya Universiteti tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: Naqoya Universiteti

Üzvi işıq yayan diodlar (OLED) inanılmaz kontrast və zərif dizaynlarla müasir cihazlarda standart hala gəlmişdir. Əvvəlcə bahalı bir lüks olsa da, texnologiya inkişaf etdikcə OLED-lər tədricən maliyyə baxımından daha əlçatan hala gəlir. İndi Naqoya Universitetinin Transformativ Bio-Molekullar İnstitutunun (WPI-ITbM) və Kyuşu Universitetinin Qabaqcıl Tədqiqatlar İnstitutunun tədqiqatçıları yeni nəsil ultra yüksək dəqiqlikli displeylərə daxil ediləcək mavi OLED-lər üçün yeni materiallar müəyyən etmək üçün kvant kimyasını maşın öyrənməsi ilə birləşdiriblər. Onların tədqiqatı 21 iyul 2026-cı ildə Angewandte Chemie jurnalında dərc edilib.

Mavi piksellər enerji sərf edir

OLED-lər əsasən üzvi molekullardan ibarət olsa da, bir çox yüksək səmərəli qırmızı və yaşıl piksellər səmərəliliyi artırmaq üçün iridium kimi ağır metalları özündə birləşdirir. Belə fosforlu emitentlər təxminən 100% daxili kvant səmərəliliyinə nail ola bilər; lakin ənənəvi flüoresan mavi piksellər 25% ilə məhdudlaşır. Mavi piksellər tez-tez tamamilə üzvi emitentlərdən istifadə edirlər, çünki mavi işıq xeyli yüksək həyəcanlanmış vəziyyət enerjisi tələb edir. Iridium əsaslı emitentlər də mavi piksellərin səmərəliliyini artıra bilər; lakin yüksək həyəcanlanmış vəziyyət enerjisi molekulyar parçalanmanı sürətləndirə və pikselin ömrünü qısalda bilər.

Növbəti nəsil mavi piksellər

Ənənəvi flüoresan mavi OLED-lərin məhdud səmərəliliyi, onlara elektrik sahəsi tətbiq edildikdə əmələ gələn fərqli həyəcanlanmış vəziyyətləri (yəni, daha yüksək enerjili vəziyyətləri) ilə əlaqədardır. Yaranan həyəcanlanmış vəziyyətlərin yalnız 25%-i birbaşa işıq saça bilər. Buna görə də, yeni nəsil OLED displeyləri mavi piksellərə termal aktivləşdirilmiş gecikmiş flüoresans (TADF) molekullarını daxil edə bilər. TADF molekulları ətraf mühitin istilik enerjisindən istifadə edərək qeyri-emissiya edən həyəcanlanmış vəziyyətləri işıq saçan vəziyyətlərə çevirən inkişaf etmiş üzvi molekullardır. Bununla belə, bu TADF molekulları asanlıqla sintez edilməli və yüksək rəng saflığına və emissiya səmərəliliyinə malik olmalıdır.

Süni intellekt və kvant kimyası

Bir çox aparıcı TADF emitentləri, sintetik olaraq qurulması çətin ola bilən bor tərkibli molekulyar çərçivələrdən istifadə edirlər. Bunun öhdəsindən gəlmək üçün tədqiqatçılar müəyyən edilmiş kimyəvi məhdudiyyətlər altında beş və altı üzvlü halqaların kombinasiyalarından sistematik şəkildə sadalanan “borsuz” 13 halqalı çərçivələrə diqqət yetirdilər. Molekulları yalnız karbon, hidrogen və azot atomlarından ibarət olması ilə ciddi şəkildə məhdudlaşdırmaqla, bütün kimyəvi məhdudiyyətlərini ödəyən 19.000-dən çox molekuldan ibarət virtual kitabxana yaratdılar və onları kvant kimyası və maşın öyrənməsinin kombinasiyası ilə təhlil etdilər.

Kvant kimyəvi hesablamaları molekulyar xüsusiyyətləri dəqiq şəkildə proqnozlaşdıra bilər; lakin, onları çox sayda molekula tətbiq etmək əhəmiyyətli hesablama xərclərinə səbəb olur. Bunun əksinə olaraq, maşın öyrənməsi böyük namizəd dəstlərinin sürətli qiymətləndirilməsinə imkan verir, lakin təlim məlumatları tələb edir. Bu məlumatları yaratmaq üçün onlar 19.000-dən çox namizəd kitabxanasından təsadüfi olaraq 1000 molekul seçdilər və kvant kimyasından istifadə edərək TADF ilə əlaqəli enerji parametrlərini hesabladılar və maşın öyrənməsi üçün etiketlənmiş məlumat dəstini yaratdılar.

Onlar təlim keçmiş modeli 3D strukturları hazırlana bilən 17.000-dən çox molekula tətbiq etdilər və bu da hesablama xərclərini əhəmiyyətli dərəcədə azaltmaqla genişmiqyaslı skrininqə imkan verdi. Təhlil edilən 17.000-dən çox molekul arasından əvvəlcə daha yüksək səviyyəli kvant kimyəvi hesablamaları üçün 50 perspektivli namizəd seçdilər. Hesablanmış xüsusiyyətlərini və sintetik mümkünlüyünü daha ətraflı nəzərdən keçirdikdən sonra sintez etmək üçün iki molekul seçdilər və eksperimental qiymətləndirməyə davam etdilər.

Hər iki molekul dar bant genişliyi (yəni yüksək rəng təmizliyi) ilə parlaq mavi emissiya nümayiş etdirdi. Bundan əlavə, nazik təbəqələrdəki fotolüminesans kvant məhsuldarlığı təxminən 100%-ə (93–99%) çatdı ki, bu da yüksək səmərəli işıq emissiyasını göstərir. Tədqiqatçılar iki molekuldan istifadə edərək OLED cihazları hazırladılar və nəticədə əldə edilən cihazlar yüksək dərəcədə təmiz mavi emissiyalar istehsal etdi. Cz-PAH-1 əsaslı cihaz növbəti nəsil Rec. 2020 ultra yüksək dəqiqlikli ekran standartı ilə müəyyən edilmiş mavi-əsas rəngə yaxınlaşdı , Cz-PAH-2 istifadə edən cihaz isə olduqca yüksək maksimum xarici kvant səmərəliliyi 35,2% əldə etdi.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Daha geniş əhəmiyyət

Bu işin əsas yeniliklərindən biri genişmiqyaslı virtual molekul generasiyası, kvant kimyəvi hesablamaları, maşın öyrənməsinə əsaslanan skrininq, molekulyar sintez, fotofiziki xarakteristika və cihaz qiymətləndirməsinin vahid davamlı kəşf boru kəmərinə inteqrasiyasından ibarətdir. Tədqiqatçılar yeni hazırlanmış iki molekuldan istifadə edərək maşın öyrənməsinə əsaslanan namizəd seçiminin eksperimental olaraq təsdiqlənmiş materialların hazırlanmasına uğurla çevrilə biləcəyini nümayiş etdirdilər.

Burada nümayiş etdirilən metodologiya, gələcək OLED tətbiqləri üçün perspektivli namizədlərin müəyyənləşdirilməsini asanlaşdıraraq, nəhəng molekulyar dizayn sahələrinə malik digər üzvi funksional materiallar siniflərinin səmərəli şəkildə kəşfinə asanlıqla tətbiq edilə bilər.

Nəşr detalları

Masaya Hagai və digərləri, Borsuz Dar Zolaqlı Mavi Termal Aktivləşdirilmiş Gecikmiş Flüoresans Emitentlərinin Maşın Öyrənməsi ilə Rəhbərlik Edilmiş Kəşfi, Angewandte Chemie (2026). DOI: 10.1002/ange.2731055

Jurnal məlumatı: Angewandte Chemie 

Naqoya Universiteti tərəfindən təmin edilir