FestivalNauki.ru
En Ru
cентябрь-ноябрь 2020
176 городов
September – November 2020
312 cities
09-11 октября 2020
МГУ | Экспоцентр | 90+ площадок
14–16 октября 2016
Центральная региональная площадка
28–30 октября 2016
ИРНИТУ, Сибэскпоцентр
14–15 октября 2016
Центральная региональная площадка
23 сентября - 8 октября 2017
«ДонЭкспоцентр», ДГТУ
ноябрь-декабрь 2018
МВДЦ «Сибирь»,
Вузы и научные площадки города
6-8 октября 2017
Самарский университет
27-29 октября
Кампус ДВФУ, ВГУЭС
30 сентября - 1 октября
Ледовый каток «Родные города»
21-22 сентября 2018 года
ВКК "Белэкспоцентр"
9-10 ноября 2018 года
Мурманский областной Дворец Культуры
21-22 сентября 2019 года
22-23 октября 2019 года
29-30 ноября 2019 года
7-8 сентября 2019 года
27-29 сентября 2019 года
4-5 октября 2019 года
10-12 октября 2019 года

Найден способ создать ультратонкие и гибкие экраны

Российские ученые впервые выяснили, что, если добавить фтор в органические материалы, они лучше проводят вещества и ярче светят. Полученные результаты можно использовать для дизайна новых органических полупроводников и производства лазеров и более ярких гибких экранов. Результаты поддержанного грантом Российского научного фонда исследования опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Экраны наших мобильных телефонов и телевизоров сделаны из органических светодиодов (OLED). Но борьба за улучшение качества, стоимости, компактности и гибкости техники продолжает идти. Сейчас ученые возлагают надежды на органические светоизлучающие транзисторы. Эти устройства соединяют в себе функции управления электрическим током (транзистора) и излучения света, которую выполняет светодиод. Поэтому важно найти оптимальные полупроводниковые материалы, способные выполнять обе задачи. Они могут быть изготовлены в виде тонких кристаллов и пленок, принимающих нужную форму и излучающих свет по всей поверхности благодаря перемещению зарядов по веществу. Но у органических полупроводников есть проблема сбалансированного транспорта электронов, заряженных отрицательно, и дырок, имеющих положительный заряд и притягивающих свободные электроны. При их встрече ток превращается в свет. Проблема связана с различием уровней энергии высшей занятой молекулярной орбитали, на которой находятся дырки и электроны, и низшей свободной соответственно. Если уровень энергии высшей орбитали слишком высокий, а низшей – слишком низкий, то заряды с электродов не могут войти в полупроводник. Из-за этого свет, который он излучает, будет распределяться по поверхности неравномерно. Так как у органических полупроводников гибкая структура, ученые предложили, что добавление в их состав молекул фтора может менять уровни энергии. Ведь атомы фтора способы оттягивать к себе электроны других атомов.

В своем исследовании физики и химики из Института синтетических полимерных материалов (ИСПМ) имени Н. С. Ениколопова РАН, МГУ имени М. В. Ломоносова, Института спектроскопии РАН и Новосибирского института органической химии СО РАН изучили свойства тиофен-фениленовых со-олигомеров – цепочек из колец тиофена и фенилена, в которые добавили фтор. Тиофен – пятичленный цикл с двойными углеродными связями и серой, а фенилен – остаток шестичленного также непредельного углеводорода бензола, у которого два углерода напротив не имеют водорода и потому могут образовывать связи в полимерной цепи. Именно эти вещества взяли для проведения исследований, так как они обладают высоким уровнем светоизлучения и поддерживают транспорт носителей заряда обоих знаков – электронов и дырок.

Ученые синтезировали и исследовали четыре молекулы-цепочки, состоящие из тиофеновых и фениленовых фрагментов. Исследователи проводили реакцию замещения: реагент с неподеленной парой электронов, то есть соединение фтора и углерода, «атакует» группу водород фенилена и замещает ее. В результате ученые получили олигомеры, содержащие один, два или три фрагмента со фтором, и для сравнения исследовали олигомер без добавления фтора. Для того чтобы оценить влияние фтора на структуру, ученые вырастили кристаллы из синтезированных соединений и проанализировали при помощи рентгеновских лучей. У кристаллов олигомера без фтора есть четкая слоистая структура, а в кристаллах частично фторированных олигомеров молекулы одного слоя проникают в другие, причем чем больше атомов фтора содержит каждая молекула, тем выше уровень проникновения. Кроме того, повышение концентрации фтора уменьшает расстояния между молекулами, это способствует эффективному транспорту зарядов.

Чтобы определить, как фторирование влияет на перенос заряда и светоизлучение, исследователи изучили подвижность носителей заряда. Для этого измеряли зависимость тока от напряжения в разных режимах работы транзистора. Оказалось, что фтор увеличивает подвижность электронов. Олигомеры, содержащие один или два фторированных фениленовых фрагмента, показали наиболее сбалансированный транспорт зарядов, так как такое количество атомов фтора уменьшает энергию высшей занятой молекулярной орбитали до нужного значения.

«Во время исследований мы выяснили, что фторирование – эффективный подход к созданию новых органических полупроводников. Замещение части атомов водорода на атомы фтора может обеспечить оптимальное сочетание излучающей способности материала и проводящих свойств», – отметил руководитель проекта по гранту РНФ, профессор кафедры общей физики и волновых процессов физического факультета МГУ Дмитрий Паращук.

Источник: http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=117bfc52-cb19-4a8c-bd50-c6a21c73a24c.

Добавьте свой комментарий

Plain text

  • Переносы строк и абзацы формируются автоматически
  • Разрешённые HTML-теги: <p> <br>
LiveJournal
Регистрация

Другие статьи в этой рубрике

Химики создали программу для безопасного хранения и утилизации реактивов

Американские ученые создали компьютерную программу для поиска безопасных и эффективных способов хранения и утилизации химических реактивов.

Гравитационная линза впервые помогла рентгеновским наблюдениям

Оптическое и рентгеновские изображения линзированной галактики
M. Bayliss  et al. / Nature Astronomy, 2019

Физики получили пластичное стекло

Ученые создали тонкие пленки из стеклообразного оксида алюминия, которые можно растягивать, сжимать и изгибать без появления трещин при комнатной температуре.

Новости в фейсбук

Случайные статьи

Орнитологи МГУ о влиянии глобального потепления на численность куликов

Физики МГУ создали новую теорию механизма сборки цитоскелетных микротрубочек

 

Межзвездная комета Борисова начала разрушаться

NASA, ESA, and D. Jewitt (UCLA)

Учёные МГУ зафиксировали гибель рифов Мальдивского архипелага

Ученые установили, что антиоксиданты в перспективе могут облегчить слабость мышц лица

Ученые МГУ в составе международного коллектива определили, что при лице-лопаточной мышечной дистрофии Ландузи-Дежерина (МДЛД) обнаруживается повреждение ДНК мышечных кл