Bilim insanları, organik ışık yayan diyotların (OLED) daha uzun dalga boylarında, yaklaşık 1000 nanometrede ışık yaymasını sağlayarak biyomedikal ve güvenlik teknolojilerine yeni olanaklar sunan bir yöntem geliştirdi. Ancak bu tür cihazlarda verimlilik genellikle önemli ölçüde düşer. Çünkü enerji aralığı küçüldükçe, moleküler titreşimler nedeniyle uyarılmış durumdaki enerji daha kolay ısıya dönüşür, ışığa değil.
National Taiwan University, National Yang Ming Chiao Tung University, National Taiwan Ocean University ve Academia Sinica’dan araştırmacılar, C şeklindeki organik boyaların çekirdeğini yeniden tasarlayarak bu sorunu çözdüler. Benzene merkezli yapıyı, daha elektron zenginliği olan kükürt ve selenyum içeren çekirdeklerle değiştirdiler. Bu, intramoleküler yük transferini teşvik ederek emisyonu 1000 nanometreye kaydırır. Aynı zamanda, rijit C şeklindeki yapı moleküler gevşemeyi sınırlar ve ışıma dışı enerji kaybını azaltır. Çalışma, yayınlandı.
Yeni geliştirdikleri boyalardan CT-F, 970 nm’de %14.3’lük yüksek bir fotolüminesans kuantum verimine ulaştı. Selenyum içeren CT-Se ve CT-2Se ise emisyonu daha da yakına kaydırdılar. Önemlisi, CT-Se en dengeli elektron ve delik taşınımını gösterdi. Bu, OLED’de yüklerin daha etkili bir şekilde rekombine edilmesini sağladı, bu da CT-F’nin intrinsik olarak daha parlak bir floresan malzemesi olmasına rağmen kritik öneme sahipti.
Araştırmacılar, ardından hiperfloresanlı bir cihaz tasarımı kullandılar. Yüksek emisyonlu deuterated platin kompleksi bir enerji duyarlayıcı olarak kullanılırken, C şeklindeki boya ayrı bir katman olarak transfer baskı tekniğiyle eklendi. Bu, duyarlayıcının elverişli moleküler paketlenmesini korudu ve enerjinin yakına yakın emiciye aktarılmasını sağladı. CT-Se cihazı, tam olarak 1000 nm’de 3.07%’lik bir dış kuantum verimine ulaştı.
Kalan duyarlayıcı emisyonunu azaltmak için, araştırmacılar PM6 adı verilen konjuge polimerin küçük bir miktarını enerji transfer rölesi olarak eklediler. Optimize edilmiş cihaz, 995 nm’de %3.56’lık bir dış kuantum verimine ulaştı. Bu, metal içermeyen organik emiciler için yaklaşık 1000 nm civarında pik yapan cihazlarda elde edilen bir rekor olarak bildirildi.
“Elektron zengin moleküler çekirdekleri, dikkatli enerji transferi ve yük dengesi ile birleştirerek, organik OLED emisyonunu 1000 nanometreye doğru kaydırabiliriz. Aynı zamanda bu dalga boylarında ortaya çıkan verimlilik kayıplarını da sınırlayabiliriz,” diyor coğrafi olarak sorumlu yazar olan ve National Taiwan University’de kimya profesörü olan Pi-Tai Chou.
Çalışmanın detayları:
Chieh‐Ming Hung et al, Electron‐Rich Cores Empower Organic C‐Shaped Dyes With Emission Peaking Around 1000 nm, 14.3% PLQY, and >3% EQE in OLEDs, Advanced Materials (2026).
Dergisi:
Haberin Kaynağı:
Bu haber, Science X’in editöryal süreçlerine ve politikalarına uygun olarak hazırlanmıştır.
Kaynak: Phys.org
