Органический полупроводник запускает электроны спирали

18.03.2025

Британские ученые сделали важное открытие в области материаловедения, создав органический полупроводник, который заставляет электроны двигаться по спирали. Это достижение может значительно улучшить эффективность OLED-дисплеев, используемых в телевизорах и смартфонах, а также открыть новые горизонты для таких передовых технологий, как спинтроника и квантовые вычисления.

Основные полупроводники, такие как кремний, имеют симметричную структуру, что означает, что электроны в них движутся без определенного направления. В отличие от этого, молекулы в природе нередко имеют хиральную структуру. Хиральность подразумевает, что молекулы могут быть зеркальными отражениями друг друга, но, несмотря на это, они не могут быть наложены друг на друга в пространстве, как, например, левая и правая руки. Это явление имеет важное значение для биологических процессов, но оно также делает работу с органическими веществами в электронике более сложной.

Именно природа вдохновила ученых на создание хирального полупроводника. Используя молекулярные технологии, исследователи заставили молекулы полупроводника формировать упорядоченные спиральные колонны, которые могут быть правыми или левыми. Этот процесс позволяет электронам двигаться по спирали, что имеет важное значение для различных областей науки и техники. Оказавшись в таком устройстве, электроны начинают двигаться, как если бы они резали винт, что значительно меняет их поведение и взаимодействие с окружающим миром.

Один из ключевых аспектов хирального полупроводника заключается в том, что он излучает циркулярно поляризованный свет. Это означает, что свет, излучаемый таким материалом, несет информацию о "хиральности" электронов, что открывает новые возможности для создания более эффективных светодиодов и других устройств. По словам профессора Ричарда Френда, одного из авторов исследования, этот материал позволяет создавать такие структуры, как хиральные светодиоды, которые значительно отличаются от традиционных технологий. В отличие от жестких и ограниченных неорганических полупроводников, органические материалы, подобные этим, предоставляют гораздо большую гибкость, подобно набору Lego, в котором можно создавать различные формы.

Особое значение хиральные полупроводники могут иметь для создания дисплеев. Современные дисплеи часто теряют много энергии из-за методов фильтрации света, но хиральные полупроводники, благодаря своей природе, могут значительно снизить эти потери. Это сделает экраны более яркими и энергоэффективными, что особенно важно в условиях растущих требований к энергоэффективности в мобильных устройствах и телевизорах.

Для создания такого полупроводника ученые использовали молекулу триазатруксена (TAT), которая обладает способностью самоорганизовываться в спиральные структуры. При возбуждении синим или ультрафиолетовым светом, TAT излучает яркий зеленый свет с высокой циркулярной поляризацией. Это явление, как отмечает соавтор исследования Марко Прейс, до сих пор было трудно достичь в других полупроводниках, и структура TAT существенно улучшает как движение электронов, так и излучение света.

В ходе экспериментов ученые адаптировали методы создания OLED-дисплеев и интегрировали TAT в циркулярно поляризованные OLED-устройства (CP-OLED). Результаты экспериментов оказались впечатляющими: устройства, использующие хиральный полупроводник, продемонстрировали рекордные показатели по эффективности, яркости и уровню поляризации. Эти достижения можно назвать настоящим прорывом в области контроля за движением электронов в светодиодах, что открывает новые перспективы для различных технологий.

Хиральные полупроводники могут стать основой для дальнейших прорывов в области квантовых вычислений и спинтроники, где используется спин электронов для обработки и хранения информации. Это открытие не только расширяет горизонты современных технологий, но и поднимает вопросы о возможностях будущих исследований в этих высокотехнологичных областях.

<< Назад: Игра с собакой снижает стресс 18.03.2025

>> Вперед: Резкие колебания веса опасны для здоровья 17.03.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Звуки капель ускоряют прорастание на 30% 20.05.2026

Растения обладают удивительной чувствительностью к окружающему миру, и новые исследования показывают, что они способны воспринимать даже звуки. Ученые обнаружили, что семена риса ускоряют свое прорастание, реагируя на шум дождя. Этот механизм помогает растениям лучше приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды и может играть важную роль в их выживании. В ходе экспериментов исследователи записывали звуки дождя разной интенсивности. Оказалось, что падение капель создает значительное звуковое давление - сравнимое с тем, которое фиксируют на небольшом расстоянии от двигателей реактивных самолетов. Хотя такие звуки находятся за пределами человеческого слуха и плохо передаются из воды в воздух, они вполне способны влиять на семена, находящиеся под тонким слоем воды или почвы. Ученые провели серию опытов с посевным рисом, который традиционно высевают в увлажненную почву или под слой воды. Семена помещали в лужи глубиной 2,5-3 сантиметра и воспроизводили звуки дождя. Небол ...>>

Volkswagen ID. Polo GTI 20.05.2026

Volkswagen продолжает развивать легендарную линейку GTI, перенося ее дух в эпоху электромобилей. Компания официально представила ID. Polo GTI - первый полностью электрический "горячий" хэтчбек, который сочетает в себе современные технологии и фирменный драйверский характер моделей GTI, история которых началась еще в 1976 году с первого Golf GTI. Премьера новинки прошла во время знаменитой 24-часовой гонки на Нюрбургринге. Электромотор на передней оси развивает 222 л.с. (166 кВт) и выдает 290 Нм крутящего момента. Разгон с 0 до 100 км/ч занимает 6,8 секунды. Хотя динамика не претендует на звание рекордной в классе, Volkswagen сделал акцент на точной управляемости и узнаваемом "GTI-настроении". Для этого автомобиль оснастили блокировкой переднего дифференциала, адаптивной спортивной подвеской DCC и прогрессивным рулевым управлением. ID. Polo GTI использует ту же батарею емкостью 52 кВтч с химией NMC, что и обычная версия модели. Запас хода по циклу WLTP достигает 424 км. Поддержива ...>>

Коты охотнее разговаривают с мужчинами 19.05.2026

Домашние кошки всегда считались довольно сдержанными и избирательными в проявлении эмоций. Однако новое исследование показало, что наши пушистые питомцы гораздо активнее используют голос при общении с мужчинами, чем с женщинами. Это открытие помогает глубже понять особенности кошачьего поведения и природу их отношений с человеком. Ученые из Университета Анкары проанализировали реакцию 31 домашнего кота. Владельцы записывали на видео поведение животных в первые минуты после возвращения домой, стараясь вести себя максимально естественно. Результаты оказались весьма примечательными: в среднем за первые 100 секунд после прихода мужчины коты издавали 4,3 различных вокализации - мяуканье, мурлыканье или характерные "чириканья". При появлении женщины этот показатель составил всего 1,8. Исследователи изучили 22 разных типа поведения кошек, включая трение о ноги, зевки и реакцию на еду. Единственным значимым различием между мужчинами и женщинами оказалась именно частота вокализаций. Возра ...>>

Умная сушилка Xiaomi Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 19.05.2026

Компания Xiaomi представила новую модель Mijia Smart Clothes Drying Machine 3 - инновационный многофункциональный комплекс, который кардинально меняет представление о сушке одежды и организации балконного пространства. Главное преимущество новинки заключается в гибкой системе организации. Устройство оснащено четырьмя независимыми зонами, благодаря чему одновременно можно сушить совершенно разные типы вещей - от легкого белья и носков до объемных одеял и верхней одежды. Для этого предусмотрено 38 открытых крючков, 32 вращающихся зажима, 20 выдвижных стержней и две специальные сетки, что позволяет оптимально использовать каждый сантиметр пространства. Еще одна яркая особенность - встроенное интеллектуальное освещение. 42-дюймовый световой модуль мощностью 36 Вт и световым потоком 3000 люмен способен полностью заменить потолочную люстру на балконе. Пользователи могут регулировать цветовую температуру в диапазоне от 3000 до 5700 K, создавая комфортную атмосферу для разных сценариев - ...>>

Сильнее всего мы злимся на самых близких 18.05.2026

Многие замечали одну и ту же странную закономерность: на работе или в общении с посторонними людьми мы способны сдерживать раздражение даже в сложных ситуациях, а дома можем вспыхнуть из-за сущей мелочи. Этот парадокс хорошо известен психологам и имеет глубокие нейробиологические причины. Оказывается, дело не в "плохом характере", а в особенностях работы нашего мозга и нервной системы. Когда мы находимся среди малознакомых людей, префронтальная кора головного мозга активно контролирует эмоции. Она выступает в роли внутреннего цензора, подавляя агрессию и помогая выбирать социально приемлемые реакции. Дома же мозг воспринимает окружение как максимально безопасное и предсказуемое, поэтому уровень контроля заметно снижается. В результате накопленные эмоции выходят наружу гораздо ярче и сильнее. Кроме того, мозг формирует особый "эмоциональный архив" именно на близких людей. Даже незначительные обиды и раздражения, которые мы переживаем годами, откладываются в памяти. При новом конфл ...>>

Случайная новость из Архива Фуллерены можно обезвредить 13.01.2005 Недавние исследования показали, что фуллерены - круглые пустотелые молекулы, состоящие из нескольких десятков атомов углерода, могут повреждать клетки живых организмов. Предполагают, что эти углеродные шарики, взаимодействуя с жировыми веществами клетки, вызывают образование свободных радикалов. Активные молекулы радикалов разрывают клетку, так как из двух слоев жировых веществ состоит ее мембрана. Теперь эксперименты биохимиков из университета Райса в Хьюстоне (США) позволяют надеяться, что токсичность пустотелых сверхмикроскопических шариков можно в значительной мере снять, изменив состав их поверхности. Присоединив к 24 из 60 атомов углерода, составляющих молекулу фуллерена, гидроксильные группы, ученые добились снижения токсичности для культуры клеток кожи человека на семь порядков. Без такой модификации поверхности фуллерены даже в малой концентрации убивают клетки кожи. Это открытие немаловажно для практики, так как фуллерены все чаще применяются в технике - как добавка к смазочным маслам, как компонент аккумуляторов и топливных элементов. Они могут попасть во внешнюю среду, а оттуда - в организм человека и животных. Пустотелые молекулы фуллеренов предполагают применять и как сверхмалые пилюли, наполняя их лекарствами и вводя в кровь больному. С другой стороны, авторы исследования считают, что, внеся иные добавки в фуллерены, можно, напротив, повысить их токсичность и применять такие молекулы против раковых клеток. Правда, они подчеркивают, что поведение фуллеренов в лабораторной культуре клеток может отличаться от их действия на целый живой организм.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026