Молекулы, используемые, чтобы сделать оптикоэлектронные устройства, могут быть спроектированы, чтобы уравновесить химические взаимодействия в них и оптимизировать их свойства для определенных заявлений, согласно обзору, изданному в журнале Science and Technology of Advanced Materials. Данная статья, исследователями в Национальном Институте Материаловедения (НИМ) в Японии, предлагает технические стратегии, которые могли продвинуть изготовление диапазона устройств.Оптикоэлектронные устройства преобразовывают электричество в свет или свет в электричество, и являются неотъемлемой частью растущего числа устройств.
Например, много дисплеев телевизионных и мобильных устройств сделаны с оптикоэлектронными органическими светодиодами (OLEDs). Оптоэлектроника также главная в устройствах на солнечной энергии, оптоволоконной коммуникации и некоторых электронных чипах.Много материалов, которые используются, чтобы заставить оптоэлектронику состоять из «π – спрягаемые» молекулы, которые показывают сложную форму химического соединения, в котором много электронов разделены между многими атомами. Это соединение присуждает электронные и оптические свойства, которые идеальны для оптоэлектроники, но также и приводит к ограничениям.
Например, при комнатной температуре, большинство этих материалов твердое и, поэтому, неподходящее для гибких устройств. Кроме того, π – спрягаемые молекулы имеют тенденцию быть нерастворимыми в растворителях и трудными работать с в печати технологии.Однако эти свойства могут быть изменены, приложив алкилированные цепи к π – спрягаемые молекулы (алкилированные цепи имеют основу атомов углерода, но могут измениться по длине и ветвящейся структуре). Ученые испытывают недостаток в полном понимании того, как алкилированные цепи затрагивают свойства π – спрягаемые молекулы, но Фенгниу Лу и Такаши Нэкэниши НИМА рассмотрели диапазон исследований, чтобы определить фундаментальные правила процесса. (С 2005 доктор Нэкэниши самостоятельно изобрел способ управлять сам собрание линейных алкилированных цепей, таких как алкилированные фуллерены, к π – спрягаемые молекулы.
Кроме того, он недавно развивал интригующую технику, чтобы создать люминесцентный, комнатная температура «жидкость» π – спрягаемые молекулы, обертывая π – половина с несколькими разветвленными алкилированными цепями.)Чтобы оценить эффекты приложенных алкилированных цепей, команда НИМА сопоставила исследование, которое изучило свойства π – спрягаемые молекулы изменены с определенными алкилированными цепями. Некоторые исследования продемонстрировали что различные типы алкилированных цепей, растворяющей полярности, температуры и взаимодействий основания цепи, ведомых к собранию π – спрягаемые молекулы в различные два – и трехмерные структуры. Другие исследования показали, что алкилированные цепи с определенными структурами позволили формирование жидкости «термотропика» прозрачные материалы – у которых есть свойства между теми из твердых твердых частиц и мягких жидкостей – а также формирование материалов, которые были «изотропическими» жидкостями при комнатной температуре и из которого могло быть сформировано фотопроведение жидких кристаллов или гелей.
Авторы описывают эту стратегию как «alkyl-π разработка» в их статье обзора.Исследователи приходят к заключению что изменения в свойствах alkylated-π молекулы зависят от точного баланса взаимодействий среди π – спрягаемые единицы, а также статические взаимодействия (известный как силы Ван-дер-Ваальса) среди алкилированных цепей.
Различные алкилированные цепи затрагивают баланс этих взаимодействий, приводя к различным молекулярным структурам и свойствам. Это понимание разрешит исследователей сознательно инженеру π – спрягаемые молекулы, чтобы иметь определенные свойства, делая производство высокоэффективных оптикоэлектронных устройств более эффективным.