В современных смартфонах и цифровых камерах широко применяются органические светодиоды под названием OLED, которые обеспечивают яркое и высококонтрастное изображение. Главный недостаток такой системы- энергоемкость. Однако есть пути повышения эффективности, но это более дорогостоящий и кропотливый процесс за счет применения редких металлов.
OLED в будущем планирует сделать свое производство менее затратным, на основании разработок ученых из Германии и США, в которых не применяются драгоценные металлы.
Принцип действия светодиодов заключается в пропускании электрического тока через пленку, которая состоит из органических молекул. Вспышка света образуется в тот момент, когда положительные и отрицательные заряды встречаются и уничтожаются. Основной проблемой является тот факт, что носители зарядов являются обладателями спинов- магнитных моментов, если этот спин одинаковый, то они отталкиваются и в дисплеях генерируется вместо света ненужное тепло. Именно этот факт обеспечивает низкую эффективность OLED, так как больше половины спинов с одинаковым зарядом. За счет драгоценных металлов вносится разнобой в ориентацию магнитов, что обеспечивает повышение эффективности.
Ученые из Германии и США в своей совместной разработке предложили альтернативный вариант увеличения эффективности. Носители зарядов имеют свойство спонтанно изменять ориентацию спина, однако времени хранения электрической энергии в молекулярной архитектуре не хватает на изменение ориентации, и поэтому происходит преобразование в тепло. Исследователи создали такие OLED, в которых время удержания электроэнергии значительно больше, поэтому спин успевает изменить ориентацию, что позволяет генерировать свет.
Все проведенные исследования были проведены за счет фонда и Германского научного фонда (DFG).