Спиральная молекулярная структура повышает эффективность органических светодиодов. Исследование опубликовано в Nature Materials. Инженеры из Института исследований полимеров Общества Макса Планка разработали новый метод создания органических светодиодов (OLED). Спиральная молекулярная структура формирует «магистраль для электродов», предотвращая их столкновения со сторонними примесями. Технология поможет создавать дешевые синие OLED-диоды.

Присутствие в материале светодиодов небольшого количества примесей, которые невозможно удалить, играет решающую роль в характеристиках этих материалов, объясняют инженеров. В качестве таких «примесей», например, могут выступать молекулы кислорода, которые создают препятствия для движения электронов внутри диода. Особенно сильно это проблема проявляется в синих OLED-диодах, в которых заряд несет наибольшую энергию.

Чтобы решить эту проблему, инженеры разработали новый класс молекул. Они состоят из двух компонентов: первый обеспечивает электропроводность, а второй — защиту от влияния примесей. Манипулируя химической структурой молекулы, исследователи добились необычного пространственного расположения компонентов: когда несколько молекул соединяются, они формируют «спираль». Части молекул, которые проводят электроны, образуют внутреннюю структуру такой спирали, а вторые половины молекул формирует защитный экран. На молекулярном уровне это напоминает коаксиальный кабель с внутренней сердцевиной, проводящей электроны, и внешней экранирующей частью, объясняют авторы исследования.

Одна из особенностей нашего нового материала заключается в том, что отсутствие потерь из-за примесей и, как следствие, эффективный перенос электронов могут значительно упростить конструкцию синих OLED, сохраняя при этом высокую эффективность.

Пол Блом, соавтор исследования