يقال إن العلماء قد اكتشفوا أن جزيئات أشباه الموصلات ذات الإلكترونات غير المزودة بإشارة (تسمى "الجذور الحرة") يمكن استخدامها لصنع صمامات عضوية ذات كفاءة عالية للضوء (OLEDs) ، باستخدام خصائص "التناوب" الميكانيكية الكمية للتغلب على التقليدية غير الحرة المواد الراديكالية. حدود الكفاءة.
غالباً ما تُعرف الجذور الحرة بتفاعلاتها الكيميائية العالية للغاية وآثارها الضارة ، بما في ذلك صحة الإنسان وطبقة الأوزون. الآن ، من خلال اكتشاف العلماء ، سوف تصبح OLEDs الراديكالية الحرة الأساس لتقنيات العرض والإضاءة من الجيل التالي.
وصف فريق من جامعة كامبريدج وجامعة جيلين الخصائص التناوبية "الصعودية" و "النزولية" للجذور الحرة ، والتي تسمى الحالة الإلكترونية "المزدوجة". عندما يتم تنشيط هذه OLEDs الراديكالية ، يتم إنشاء حالة إثارة مزدوجة عالية الإثارة ، ويمكن أن ينبعث ضوء أحمر عميق مع كفاءة ما يقرب من 100 ٪.
بالنسبة للمركبات التقليدية (على سبيل المثال ، الجذور غير الحرة بدون إلكترونات غير مقترحة) ، تتطلب دورات القوة الكمومية حقن شحن لتشكيل 25٪ "أحادية الحالة" مشرقة و "ثلاثية" داكنة 75٪ في تشغيل OLED. توفر الجذور الحرة حلاً جيدًا لأهم مشاكل التناوب الأساسية التي ابتليت بالباحثين منذ ظهور OLEDs في الثمانينيات.
وقال الدكتور إميل إيفانز ، المؤلف المشارك في فريق البروفيسور ريتشارد فريند من مختبر كافنديش: "على السطح ، لا ينبغي أن يكون للجذور الحرة في OLED أي تأثير عملي ، مما يجعل النتائج التي توصلنا إليها مدهشة للغاية. هي غير طبيعية الانارة وتعمل في OLEDs مع الخصائص الفيزيائية غير عادية. عند فصلها في مصفوفة مضيف وحماسة بواسطة الليزر ، يكون لدى الراديكاليين كفاءة واحدة قريبة من اللمعان. هذا السلوك الانسيابي للغاية يتم ترجمته إلى مصابيح LED ذات سطوع عالي ، ولكن هناك تحول آخر: في الأجهزة التي تقوم فيها التيارات بحقن الإلكترونات في مستويات طاقة الإلكترون غير المتزاوجة في الجذور الحرة وتسحب الإلكترونات من مستويات الطاقة المنخفضة. جنبا إلى جنب مع جزء آخر من الجزيء ، يتم تشكيل حالة متحمس مزدوج مشرق.
في المستقبل ، قد تزيد هذه الثنائيات الجذرية ذات اللون الأزرق والأخضر ذات الكفاءة العالية من الابتكار المادي. في الوقت الحالي ، يستكشف الباحثون إمكانية وجود جذور حرة خارج تطبيقات الإضاءة ، على أمل أن تكون الجذور الحرة مستوحاة من الفروع الأخرى لأبحاث الإلكترونيات العضوية.
