science >> Wetenschap >  >> Chemie

Gelijktijdige emissie van orthogonale handigheid in circulaire polarisatie

een, schematische diagrammen van het fabricageproces van het circulaire polarisatie-emitterende apparaat (i, de 1e wrijving van AL22636 gecoat op CuPc. ik, spincoating en drogen van F8BT-laag en iii, wrijf over de F8BT (2e wrijven) met een andere richting dan de 1e wrijven. NS, coating optische hechting (NOA) op de gewreven F8BT en v, thermisch gloeien van het monster bij vloeibaar kristallijne temperatuur van de F8BT. vi, het monster afkoelen en NOA en vii afpellen, TPBi/LiF/Al-afzetting in vacuüm, opeenvolgend. Een AFM-beeld en het overeenkomstige Fourier-getransformeerde beeld tonen het 2e gewreven oppervlak van de F8BT. Hier, schaalbalk staat voor 5 m en pijlen geven de wrijfrichtingen aan). B, schematisch diagram van de gelijktijdige emissie met orthogonale handigheid in circulaire polarisatie van een enkele emitterende laag. Het in meerdere richtingen gewreven AL22636-oppervlak en het in één richting gewreven F8BT-oppervlak produceren de omgekeerde gedraaide structuren. C, microscopische texturen en d, PL-texturen onder LH (bovenste afbeelding) en RH (onderste afbeelding) circulaire polarisatoren. e, de CPEL-spectra voor de 1e (bovenste spectra) en 2e (onderste spectra) kwadranten in het monster zoals in c. Alle spectra gemeten zonder circulaire polarisator, en met LH en RH worden circulaire polarisatoren weergegeven door zwart (IT), rood (IL), en blauwe (IR) ononderbroken lijnen, respectievelijk. Krediet:door Kyungmin Baek, Dong Myung Lee, Yu Jin Lee, Hyunchul Choi, Jeongdae Seo, Inbyeong Kang, Chang-Jae Yu, en Jae-Hoon Kim

Controle van de polarisatie van licht is een belangrijk kenmerk van displays, optische gegevensopslag, optische kwantuminformatie, en chiraliteitsdetectie. Vooral, de directe emissie van circulair gepolariseerd (CP) licht heeft grote belangstelling gewekt vanwege de verbeterde prestaties van displays zoals organische lichtemitterende diodes (OLED's) en lichtbronnen voor het karakteriseren van de secundaire structuur van eiwitten. Om daadwerkelijk CP-licht te produceren, de luminescerende laag moet chirale kenmerken bevatten, die kan worden bereikt, bijvoorbeeld, door de luminoforen te versieren met chirale materialen of door chirale moleculen te dopen tot achirale materialen. Echter, een dergelijke chiraliteit van de luminescerende laag maakt het mogelijk om slechts één soort CP-licht in een volledig apparaat te genereren, aangezien het moeilijk is om de chirale zin ruimtelijk te regelen.

In een nieuw artikel gepubliceerd in Lichtwetenschap en toepassing , wetenschappers van het Department of Electronic Engineering, Hanyang-universiteit, Republiek Korea demonstreerde een gelijktijdig uitzendend apparaat met orthogonale handigheid in circulaire polarisatie van een achirale luminofoor met een vloeibaar kristallijne (LC) fase. Door uitlijningen van luminoforen in de boven- en onderoppervlakken in verschillende richtingen te wrijven, de luminescerende laag wordt continu gedraaid en dus komt het licht dat door de luminescerende laag gaat naar voren als rechtshandig (RH) of linkshandig (LH) CP-licht zonder enig chiraal deel. interessanter, dit draaiende chirale gevoel wordt bepaald door de wrijfrichtingen in de boven- en onderoppervlakken. Als resultaat, door het genereren van meerdere uitlijningen in het onderoppervlak van de achirale luminofoor en unidirectionele uitlijning in het bovenoppervlak, een lichtgevend apparaat met orthogonale handigheid in circulaire polarisatie werd geïmplementeerd met een enkele achirale luminofoor. Deze experimentele demonstratie benadrukt de haalbaarheid van de lichtbron met multi-polarisatie, inclusief orthogonale CP staten, daarmee de weg vrijmakend voor nieuwe toepassingen in biosensoren en optische apparaten zoals OLED's.

In een conventionele OLED, aangezien een circulaire polarisator voor het OLED-paneel onvermijdelijk nodig is om reflectie van omgevingslicht van een metalen elektrode te voorkomen, slechts de helft van het licht dat uit het OLED-paneel wordt gehaald, bereikt het oog. Als resultaat, directe emissie van CP-licht van een OLED met dezelfde handigheid als die van de circulaire polarisator voor het OLED-paneel kan de efficiëntie van het uitgestraalde licht verhogen. Zeer efficiënte OLED wordt geïmplementeerd door direct een hoge mate van CP-licht te genereren, die wordt bereikt door een gedraaide structuur van de LC-luminofoor. De gedraaide zin van de LC-luminofoor werd bepaald door de verschillende randvoorwaarden in de boven- en onderoppervlakken te produceren. In aanvulling, de mate van CP-licht in de gedraaide luminofoor werd theoretisch berekend op basis van de Mueller-matrixanalyse en een CP-lichtemitterend mechanisme werd bevestigd. Deze wetenschappers vatten de wetenschappelijke prestaties in hun CP light-emitting device samen:

"Voor de eerste keer, we hebben directe CP-lichtemissies aangetoond door een gedraaid achiraal geconjugeerd polymeer zonder enige chirale component te gebruiken door verschillende randvoorwaarden in de boven- en onderoppervlakken van het polymeer te introduceren. Door verschillende uitlijningsrichtingen op een van de polymeeroppervlakken te vormen, CP-licht met patroon met verschillende polarisatietoestanden kan worden bereikt door het hierin voorgestelde fabricageproces. Ook, de verdraaiingsbeperking van het polymeer door oppervlakterandvoorwaarden werd systematisch geanalyseerd op basis van het oppervlakteverankeringsenergiemodel, en de mate van CP-licht werd theoretisch berekend op basis van de Mueller-matrixanalyse."

"Het fabricageproces en de theoretische analyse die hierin worden voorgesteld, benadrukken de haalbaarheid van de lichtbron met multi-polarisatie, inclusief orthogonale CP staten, daarmee de weg vrijmakend voor nieuwe toepassingen in biosensoren en optische apparaten zoals OLED's, ' voorspellen de wetenschappers.