Немецкие и корейские исследователи впервые представили инновационный метод синтеза молекул органических красителей. Они начинают светиться при возбуждении световыми импульсами. Результаты были получены в сотрудничестве с командой Вюрцбургского университета и Университета Енсе (Сеул, Корея). С помощью этого метода можно особым образом, не хаотично укладывать друг на друга до 14 звеньев в определенной последовательности и пространственном расположении. Метод может представлять интерес для будущих поколений органических полупроводников и нанолазеров.
По мере того как ученые постепенно укладывали молекулы красителя, они обнаружили важный эффект: при увеличении высоты стопки до четырех-шести слоев люминесценция значительно усиливается.
Почему так происходит? В диапазоне от четырех до шести молекул, расположенных друг над другом, структура стабилизируется настолько, что в центре преобладает многоэкситонное состояние, что приводит к значительному увеличению квантового выхода флуоресценции. Повышенная структурная жесткость в центре стопки защищает возбужденное состояние от внешних воздействий и оптимизирует светоизлучение.
Данные исследователей наглядно демонстрируют этот эффект: если в стопке из двух элементов светоотдача составляет 47%, то в цепочке из 14 элементов этот показатель достигает 75%.
При разработке органических полупроводниковых материалов ученые до сих пор в основном использовали «димерные модели» для прогнозирования взаимодействия молекул в твердых материалах, как это делается в материаловедении. Теперь должно быть ясно, что этой модели недостаточно — это все равно что пытаться понять структурную устойчивость дома, рассматривая два кирпича, положенных друг на друга.
Ключевой проблемой при использовании материалов на основе красителей в осветительных приборах до сих пор было так называемое «гашение»: обычно красители теряют яркость при плотном контакте друг с другом — они «гасят» друг друга. Исследователи из Вюрцбурга и Сеула преодолели это ограничение.
Для будущих технологических разработок это означает, что компоненты со сложенными друг на друга красителями могут потреблять меньше электроэнергии или светить значительно ярче при том же энергопотреблении.
Ранее Наука Mail рассказала о том, что ученые разработали метод печати транзисторов на принтере с помощью специальных чернил.
