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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива 3,5-дюймовые SATA-накопители повышенной емкости от Toshiba 23.02.2015 Департамент хранения данных европейского подразделения компании Toshiba представил новую линейку жёстких дисков MD ёмкостью до 5 ТБ. Благодаря высокой скорости работы, низким энергозатратам и малому уровню шума новые 3,5-дюймовые SATA-накопители подойдут для использования и дома, и в офисе. Новые жёсткие диски линейки MD предлагают до 5 ТБ свободного пространства для хранения документов, фотографий, видео и других пользовательских файлов. Обе модели отличаются высокой скоростью вращения шпинделя (до 7200 об/мин), имеют 128 МБ кэш-памяти и поддерживают аппаратную установку очередности команд (NCQ). Кроме того, все жёсткие диски линейки MD обладают высокой скоростью загрузки/сохранения данных, низкой задержкой отклика и поддерживают оптимизацию очереди записи команд в реальном времени, рассказали в компании. Максимальная скорость передачи данных интерфейса - до 6 ГБ/с. Несмотря на высокую скорость работы, экономичные компоненты жёстких дисков позволяют снизить энергопотребление и нагрев устройств до минимума, утверждают в компании. Линейка поддерживает новейшие технологии Toshiba для безопасности пользовательских данных, включая встроенный датчик удара и технологию парковки головок. В накопителях линейки MD используются технологии перпендикулярной магнитной записи (ПМР) и тоннельного магнитосопротивления (ТМС). Как отметили в Toshiba, это позволяет добиться более высокой плотности записи данных и увеличить ёмкость и скорость работы накопителей. Модели PX3009E-1HP0 (4 ТБ) и PX3010E-1HQ0 (5 ТБ) поступят в продажу в марте 2015 г. Габариты жестких дисков составляют 147x102x26 мм при весе примерно 720 г. Ориентировочная цена накопителей объёмом 4 ТБ - $230, объёмом 5 ТБ - $260.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026