创建具有巨大表面电位的分子

科学家在九州大学have constructed a succession of molecules that prefer to head the same direction when evaporated onto a surface.

该图显示了两个分子在表面上自发对齐以产生受控电场,红色表示负电荷更大的区域和负电荷较小的蓝色区域。尽管中间的共同单元通常与表面对齐,但周围的不同单元在表面上导致正面甚至负极。图片来源:九州大学。

科学家希望使用该方法生成受控的电场,以帮助展示和照明中使用的有机发光二极管的有效性,并为创建使用有机材料将振动转化为电力的设备开辟了新的途径。欧洲杯足球竞彩

有机电子设备基于允许生物存在的碳的令人难以置信的化学适应能力,已经在为一波充满活力的浪潮和潜在的灵活性驱动器,并具有太阳能电池,激光器和电路等应用,并具有弹性的弹性和电视屏幕。地平线。

设备中使用的材料薄层的不平衡特征有助于这种灵活性。欧洲杯足球竞彩有机物通常会产生“无定形”层,这些层不像标准的无机电子一样整洁,这些层基于在硬质量良好的晶体中牢固地键合的硅原子。

尽管分子似乎是随机的结构,但研究表明,其中一些倾向于沿相似的方向连接,对设备属性产生了巨大影响,并为管理设备性能开辟了新的途径。

已经完成了对分子的重大工作

东京农业大学助理教授Masaki Tanaka

田中在京都大学有机光子学和电子研究中心(Opera)开始了他的工作,并在移居TUAT后恢复了他对无定形膜分子对齐的研究。

然而,已知其他分子以将更多的电子放在层的一侧的方式对齐,从而导致所谓的表面电势并伴有电场。该领域可以帮助电荷进入或从设备移出以提高其效率或解锁新的电气特性,但是寻找控制场的形成方法一直是一个挑战,”田中说。

有机电子中使用的膜通常是数十纳米厚的纳米厚度(一小部分人头发的厚度),并且经常通过在真空中加热有机粉,从而缓慢地建造,以便它直接从固体转换为固体变为气(A)过程称为升华。当升华粉末的分子遇到凉爽的表面时,它们结合在一起以形成层。

在气相中,分子是随机旋转并互相碰到的,因此它们很可能在膜上沿随机方向沉积,”合成分子的摩根·奥夫雷(Morgan Auffray)澄清了。

但是,我们发现某些具有氟原子的分子单元将从沉积表面排除。通过将这些单元包括在分子中,我们可以将沉积的分子大致对齐,氟化单元面向,” Auffray说。

之后,研究人员添加了将带负电荷的电子推向氟化单元和远离氟化单元的组件。表面上匹配的分子之间的这种电压差会产生表面电位和伴随的电场。

由于沉积的分子及其相关电场指向相似的方向,因此单个微小的磁场累加以产生更大的整体场。我们不仅可以得到一个相对较大的领域,而且我们可以将其指向表面,到目前为止很少有报道

东京农业大学助理教授Masaki Tanaka

这些层提供了大约10 V的巨大表面电位,这尤其令人惊讶,因为它是由仅100 nm厚的膜自然产生的。

这样的薄层中这样的高电压产生了强大的电场,这可以帮助将正电荷和负电荷获得到不同的电子层(例如OLEDS),从而提高了功率转换的整体效率。

此外,这些受管制的内置电气结构可能有助于开发新小工具。这些层已被证明在一种新型设备中很有用,该设备将振动转化为电力,但是需要更多的工作才能使这些设备可行。

欧洲杯线上买球科学通过在有机分子中排列原子,向我们展示了在越来越小的规模上控制电气过程的新方法。这项研究增加了我们的工具包,这将使新设备继续增长,这将使新设备成为可能”,歌剧总监Chihaya Adachi说。

期刊参考

田中,M。et al。(2022)在有机玻璃膜中,具有良好组织的永久性偶极矩的亚稳定取向的自发形成。自然材料欧洲杯足球竞彩doi.org/10.1038/S41563-022-01265-7

Source:https://www.kyushu-u.ac.jp/en/

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