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:

Биопрепараты повышают питательную ценность органической гречихи 29.06.2026

В органическом земледелии особое внимание уделяется не только урожайности, но и качественному составу продукции. Потребители все чаще выбирают продукты с высоким содержанием полезных веществ и без следов химических веществ. Исследования показывают, что применение биологических препаратов может существенно улучшить минеральный состав зерновых культур, делая их более ценными с точки зрения питания. В результате полевых экспериментов, проведенных в 2023-2025 годах, ученые установили, что использование биопрепаратов способствует активному накоплению макроэлементов, в частности фосфора и калия, в зерне органической гречихи. Об этом сообщила Леся Крупак из Белоцерковского национального аграрного университета в своей работе "Экологичность и производительность". Наиболее заметный эффект наблюдался при применении гумата калия. В этом случае содержание калия в зерне увеличивалось на 19-21 процент по сравнению с контрольными участками. Такой результат свидетельствует об улучшении работы тра ...>>

Натрий-ионные накопители энергии Tener от CATL 29.06.2026

Литий-ионные аккумуляторы сейчас доминируют на рынке, но их производство сталкивается с ограничениями ресурсов и экологическими вызовами. Китайская компания CATL, один из мировых лидеров в области аккумуляторных технологий, представила инновационную альтернативу на основе натрия, которая может существенно расширить возможности хранения энергии. На отраслевом мероприятии в Мюнхене CATL продемонстрировала систему накопления энергии Tener нового поколения. Она построена на натрий-ионных аккумуляторах и отличается выдающимися эксплуатационными характеристиками. По заявлению разработчиков, новая технология сочетает высокую долговечность, безопасность и экономичность, что делает ее перспективной для широкого применения в энергетике. Одним из главных преимуществ Tener стала исключительная долговечность: система рассчитана на срок службы до 30 лет и способна выдерживать до 15 000 циклов заряда-разряда. Для сравнения, большинство современных аналогов выдерживают около 10 000 циклов. Даже ...>>

Орибитальное вино с МКС 28.06.2026

Виноделие всегда было тесно связано с землей, климатом и традициями, но современная наука все чаще выводит его на новый уровень - в буквальном смысле за пределы нашей планеты. Исследователи ищут способы адаптировать сельское хозяйство к условиям космоса, чтобы обеспечить будущие миссии продовольствием и изучить влияние экстремальной среды на биологические процессы. Один из таких амбициозных проектов реализуется в США и обещает в перспективе появление первого вина из винограда, побывавшего на орбите. Ученые из Техасского университета A&M отправили на Международную космическую станцию сотни семян винограда. После шести месяцев воздействия космической радиации семена вернутся на Землю, будут высажены и через несколько лет могут дать первый урожай для производства "космического вина". Проект представляет собой уникальное сочетание астронавтики, биологии и виноградарства. Идея эксперимента возникла как дипломная работа двух студентов-старшекурсников кафедры аэрокосмической инженер ...>>

Телескоп Эвклид раскрыл сердце Млечного Пути 28.06.2026

Космические телескопы позволяют человечеству заглянуть в самые отдаленные уголки Вселенной, раскрывая тайны темной материи, далеких галактик и процессов звездообразования. Один из современных аппаратов, предназначенных для масштабных обзоров неба, неожиданно оказался мощным инструментом для изучения нашей собственной Галактики. Речь идет о телескопе "Эвклид", который предоставил астрономам одно из самых детальных изображений центральной области Млечного Пути. Космический телескоп "Эвклид" был создан прежде всего для исследования темной материи и темной энергии, составляющих основную часть массы-энергии Вселенной. Однако ученые нашли ему дополнительное применение, направив прибор на густонаселенные звездные поля нашей Галактики. За относительно короткое время наблюдений - всего 26 часов - аппарат зафиксировал более 60 миллионов звезд в центральной части Млечного Пути. Такой результат стал возможен благодаря высокому разрешению и широкому полю зрения инструмента. Особый интерес для ...>>

Гренландские акулы - рекордсмены долголетия среди позвоночных 27.06.2026

В мире живых существ продолжительность жизни варьируется от нескольких дней у некоторых насекомых до нескольких десятилетий у крупных млекопитающих. Однако среди морских обитателей есть настоящие долгожители, чей возраст поражает воображение. Гренландские акулы, населяющие холодные воды Северной Атлантики и Арктики, по праву считаются самыми долговечными позвоночными на планете, и современные научные методы позволили точно оценить масштаб их жизненного пути. Эти крупные хищники растут крайне медленно - всего на несколько сантиметров за несколько лет, достигая в итоге более пяти метров в длину. Долгое время определить точный возраст гренландских акул было практически невозможно, поскольку у них отсутствуют традиционные маркеры, такие как годовые кольца на костях или чешуе. Предположения о выдающемся долголетии существовали давно, но требовали надежного подтверждения. Прорыв наступил в 2016 году, когда международная группа ученых применила радиоуглеродный анализ к хрусталикам глаз ...>>

Случайная новость из Архива В Антарктиде когда-то росли пальмы и баобабы 11.08.2012 53 миллиона лет назад Антарктика была райским местом, где всегда тепло и растут пальмы. В статье, опубликованной в последнем номере журнала Nature, рассказывается о результатах последней экспедиции комплексной программы бурения океана (IODP), работающей уже 10 лет и в последнюю кампанию пробурившей километровую толщу льда на восточном побережье Антарктиды. Интерес к антарктической жизни того периода, относящегося к раннему эоцену, сейчас особенно возрастает в связи с тем, что мир тогда накрыл "парниковый эффект" - уровень содержания углекислого газа в атмосфере вместо сегодняшних 390 частей на миллион был как минимум 600. По оценкам, глобальная температура у земной поверхности была на 5 градусов выше, чем сейчас, и острого климатического деления между экватором и полюсами не существовало. В те времена Антарктида была частью древнего суперконтинента Гондвана с теплым и влажным климатом. 30-35 миллионов лет назад Гондвана раскололась, и Антарктида осталась в районе Южного полюса в одиночестве. 34 миллиона лет назад начался ледниковый период, температуры резко упали, и то, что осталось, со временем покрылось километрами ледяной попоны. Бурение позволило исследователям добраться сквозь четыре километра воды и километр льда к местам, где хоть что-то сохранились от Антарктики эоцена - в осадочных породах той эпохи они обнаружили зерна пальмовых деревьев - близких родственников современных баобаба и макадамии (австралийского ореха). Полученные данные свидетельствуют о том, что зимние температуры в тех местах не падали ниже 10 градусов Цельсия, а летние держались в районе 20 градусов. Бурение было инициировано, в первую очередь, изучением современного глобального потепления и попытками понять, чем нам это оно грозит в будущем. Пока исследованы полюса - Северный в начале нулевых годов (с тем же "теплым" результатом) и и Южный сейчас. "Тепловой рай" освоен, осталось освоить "тепловой ад" средних широт.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026