Rusya’da eşsiz bir organik diyot tasarlama yöntemi geliştirildi

Rusya’da, ‘MEPhI’ Ulusal Araştırma Nükleer Üniversitesi’nden bilim insanları, benzersiz bir OLED sanal tasarımı yöntemini geliştirdi. Rus bilim insanları, kuantum kimyasına dayanan bu yeni teknolojinin, yüksek kalitedeki ekranlar ve ışık kaynakları gibi yeni OLED cihazlarını üretme ve pazarlama süresini önemli ölçüde azaltacağını söylüyor.

Çalışmanın sonuçları The Journal of Physical Chemistry dergisinde yayınlandı.

Üçüncü nesilden farklı OLED'leri oluşturma sürecini kolaylaştıracak bir metot

OLED, yarı iletken nanoelektroniğin kompakt, ucuz ve yüksek verimli ışık kaynaklarını ve ekran piksellerini sağlayan gelecek vaat eden yönü.

MEPhI bilim insanlarının sözlerine göre, kuantum kimyasal hesaplamalar temelinde geliştirdikleri yayıcı molekül seçme metodu, üçüncü nesilden farklı OLED’leri oluşturma sürecini defalarca hızlandırma ve kolaylaştırma fırsatını verecek ve bu alandaki çalışmaları bilgisayar modelleme alanına taşıyacak.

MEPhI Elektronik, Spintronik ve Fotonik Nanoteknoloji Enstitüsü Yoğun Madde Fiziği Bölümü asistanı Aleksandra Freydzon, “Yayıcıların moleküler tasarım ilkelerini gözden geçirerek, verimlilikte mevcut şampiyon olan 2CzPN molekülünü analiz ettik. Bu molekül ve diğer organik yarı iletkenlere özgü çok yönlü süreçleri inceleyerek yapılarının, etkili ışıltıya katkıda bulunan temel özelliklerini ayırdık” diye anlattı.

OLED'deki ışık yayımı, rekombinasyon olayı sayesinde, karşıt yük taşıyıcılarının, yani elektronların ve elektronları olmayan moleküller veya atomlar olan deliklerin çarpması sonucu meydana geliyor.

Birinci nesil OLED’in kuantum verimliliği yüzde 25’i geçmiyorken halihazırda bilim insanlarının üzerinde çalıştığı üçüncü nesilde, elektron-delik çiftlerinin yüzde 100’ünü kullanmak mümkün hale geldi. Bu, molekül içi işlemlerden biri olan termal olarak etkinleştirilen gecikmeli floresan (TADF) kullanılması sayesinde mümkün oldu.

Eskiden etkili TADF yayıcılarının iki parçadan oluştuğu, bu parçalar arasındaki etkileşimin minimum düzeyde olması gerektiği düşünülüyordu. Ancak MEPhI uzmanlarının söylediğine göre, onlar materyalin, içindeki radyasyonun, radyasyonun olmadığı süreçlerle etkin bir şekilde rekabet etmesi için sahip olması gerektiği bir dizi özellik belirlediler.

Freydzon, “Molekülün enerji seviyelerinin konumunda yüksek hassasiyet sağlayan kuantum kimyasal yöntemini sadece biz uygulayabildik. Bu, TADF teorisinde kritik bir öneme sahip, çünkü seviyeler konumundaki hatalar niteliksel olarak tüm resmi değiştiriyor. Dahası, TADF’ye giden ve onunla rekabet eden tüm süreçleri bir araya getirmeyi ve ek yaklaşma olmadan birleşik bir model çerçevesinde hızlarını değerlendirmeyi başardık” ifadesini kullandı.

Araştırmacılar, verilerin işlenmesine yardımcı olacak yapay zeka üzerinde çalışıyor

Net seçim kriterlerine sahip materyallere yönelik bilgisayar taraması, deneysel çalışma miktarını önemli ölçüde azaltma ve yeni verimli üçüncü nesil OLED yayıcıların keşfini ve pazara sunulmasını hızlandırma fırsatını sağlayacak.

Rus bilim insanlarının başvurduğu kuantum kimyasal yöntem karmaşık hesaplamalar gerektiriyor. Ama uzmanların anlattığına göre, elde ettikleri veriler ayrıca OLED’leri inceleme konusunda daha basit ve daha ucuz yöntemlerin kalitesini kalibre etme ve iyileştirmeye yardımcı olacak.

Çalışma, RNF No.19-13-00383 ödeneği kapsamında, Rusya Bilimler Akademisi Fotokimya Merkezi ile işbirliği içinde yapıldı. Halihazırda araştırma ekibi, daha verimli tarama için verilerin işlenmesine yardımcı olacak yapay zeka üzerinde çalışıyor.