Исследователи в Университете Кюсю (Япония) продемонстрировали возможность управления в широких пределах цветом и эффективностью излучения органических светодиодов (OLED) на эксиплексах. Для этого они всего лишь на несколько нанометров изменяли расстояние между ключевыми молекулами данных устройств.

Излучение света в OLED происходит когда пара электрон-дырка (экситон) теряет энергию и рекомбинирует — электрон занимает пустовавшую вакансию. Как правило, экситоны локализованы в одной органической молекуле, и изменить частоту излучения, например, для синего, красного и зеленого пикселей телевизора, можно только создав другую молекулу.

Инженеры из университетского центра OPERA (Organic Photonics and Electronics Research) обратили внимание на особый тип экситонов — эксиплекс, в котором электрон и дырка принадлежат разным молекулам.

Манипулируя расстоянием между молекулами донора и акцептора, содержащими соответственно дырку и электрон, авторы статьи в журнале Science Advances могли настраивать энергию, а значит и цвет излучения таких слабосвязанных экситонов. При этом изменения были весьма значительны. Вводя слой разделителя толщиной всего 5 нм, авторы получали смещение цвета из оранжевого в зелёно-жёлтый, а эффективность излучения росла на 700%.

Предложенный способ управления электронными свойствами материала без изменения его состава позволяет создавать гибкие и дешевые органические устройства, коммутирующее поведение которых или светоизлучение реагируют на внешние воздействия, например, на давление.