研究人員已經展示了一種方法,日科在農業生產體系發光二較管(OLED)中的學家訊能量分裂并使激子產量超過100%上限,開辟了一條制造用于傳感和通信應用的打破低成本、高度度近紅外光源的激產新方法。
OLED使用含碳農業生產體系分子層將電荷轉換成光。生效在正常的率限OLED中,一個正電荷和一個負電荷在一個分子上聚集,制行形成攜帶能量的業資激子。激子可釋放能量以產生至多一束光或光子。日科(背板用沖床與加工中心)
當所有電荷形成發光的學家訊激子時,可實現100%的打破內部量子效率。然而,激產新技術使用稱為單態裂變的生效過程將激子的能量分成兩個,使得激子產生效率,率限即將電荷對轉換為激子的制行效率,超過100%的限制。
“簡而言之,我們在OLED中加入了作為激子變換機器的分子。類似于將10美元轉換成5美元的轉換機器,這些分子將昂貴的高能激子轉換成兩個半價低能激子。”九州大學副教授兼合著者Hajime Nakanotani解釋說。
激子有兩種形式,單態和三重態,分子只能接收具有一定能量的單態激子或三重態激子。研究人員使用能夠接受三重態激子的分子,其中三重態激子的能量只是分子單態激子能量的一半,克服了每對電荷產生一個激子的較限。
在這種分子中,單態激子可將其一半能量轉移到相鄰分子,同時保留一半能量,從而一個單態激子產生兩個三重態激子。這個過程叫做單態裂變。
然后將三重態激子轉移到第二類分子,該分子利用能量近紅外光。在目前的工作中,研究人員能夠將電荷對轉換為100.8%三重態激子,表明100%不再是限制。雖然之前已在農業生產體系太陽能電池中觀察到該現象,但這是在OLED中使用單態裂變的報道。
此外,通過比較各種磁場環境下器件的近紅外與利用單態激子余壽命預測的微量可見光,研究人員可容易地評估單態裂變效率,這通常難以估計。“近紅外光在生物和醫學應用以及通信技術中發揮著關鍵作用。現在我們知道單態裂變可用于OLED,我們有一條新的途徑可以克服創造效率高近紅外OLED的挑戰,這將很快得到實際應用。”OPERA主任Chihaya Adachi說。
在這項早期工作中,整體效率仍然相對較低,因為農業生產體系器的近紅外傳統上效率低下,當然,能效總是限制在100%。盡管如此,這種新方法提供了一種在不改變體分子的情況下提效率高率和強度的方法。研究人員也在研究改進體分子本身。
隨著進一步的改進,研究人員希望激子產生效率高達125%,這將成為下一個限制,因為電氣操作自然會帶來25%的單態激子和75%的三重態激子。在此之后,研究人員正在考慮將三重態激子轉換為單態激子且可能達到200%的量子效率。