Полупроводники уже различают «левый» и «справа»: что это значит для наших смартфонов?
Команда ученых из Кембриджского университета и Университета Эйндховена решила научный вопрос, который оставался без ответа на протяжении десятилетий. Ученые разработали полупроводник, который заставляет электронов двигаться по спирали. Такое свойство может радикально изменить мир современной электроники.
Основной характеристикой нового материала является его способность излучать круглый поляризованный свет. Это означает, что фотоны несут информацию о так называемом «хирале» электронов — направлении правого или левого вращения. Для сравнения, традиционные полупроводники, такие как кремний, имеют симметричную внутреннюю структуру. В них электроны движутся хаотично, не имея преимущественного направления.
Повседневность широко распространена по своей природе. Хиральные молекулы похожи на левую и правую руку человека — они выглядят как зеркальные изображения друг с другом, но их нельзя объединить. Феномен играет ключевую роль в формировании ДНК и других биологических процессов. Однако до сих пор ученые не смогли его применить и эффективно контролировать его на электронных устройствах.
Вдохновленные естественными процессами, исследователи выяснили, как сделать полупроводниковые молекулы для распоряжения в расположенных спиральных колонках — вправо или влево.
Технология отображения является одним из наиболее перспективных применений хиральных полупроводников. Экраны современных устройств теряют много энергии из -за особенностей световой фильтрации. Когда свет проходит через поляризационные фильтры на ЖК -дисплеях, около половины его интенсивности блокируется. Новый полупроводник естественным образом излучает свет с надлежащей поляризацией, что может значительно снизить потери энергии. В результате гаджеты будут ярче и потреблять меньше энергии.
Разработка основана на соединении под названием Triasatruxen (Тат), что демонстрирует наиболее необычные свойства: спонтанно образуют спонтанно образуют спиральные структуры, которые напоминают миниатюрную скрученную лестницу. Электроны движутся на такую «лестницу», создавая уникальный физический эффект. При воздействии синего или ультрафиолетового излучения молекулярная структура попадает в возбужденное состояние. Возвращаясь к своим исходным параметрам, материал начинает излучать насыщенного зеленого света с отчетливой круглой поляризацией — световые волны скручиваются вдоль пути распространения. Благодаря этой архитектуре на молекулярном уровне TAT позволяет вам контролировать не только движение заряженных частиц, но и их спиновые характеристики.
Ученые изменили стандартные методы производства OLED -экранов и успешно интегрируют TAT в рабочие органические светодиоды с круговой поляризацией (Cp-oled) Устройства показали беспрецедентные результаты с точки зрения эффективности, яркости и степени поляризации света, превышая все существующие аналоги.
Фактически, команда переосмыслила технологию OLED-дисплея, которая в настоящее время используется во всех смартфонах, поскольку она смогла закрыть хиральную структуру в стабильной матрице, некристаллизованной.
Hiral Semiconductors отмечают новый этап в разработке органической электроники, чей рынок в настоящее время оценивается в более чем 60 миллиардов долларов. Они значительно уменьшат потребление энергии с экранов, что сделает гаджеты более экологически чистыми и экономичными. Кроме того, органический характер этих материалов упрощает их производство и утилизацию.
Кроме того, в дополнение к дисплеям, это достижение открывает новые горизонты для квантовых компьютеров и спироники — область, которая изучает не только заряд электрона, но и его СПИД (тип вращения частицы вокруг своей оси) Манипулируя условиями вращения, инженеры смогут создавать более быстрые и безопасные системы обработки информации.
