تولید دیودهای نورافشان سفید

محققان آزمایشگاه برکلی در دانشگاه کالیفرنیای برکلی با استفاده از مولکول‌های میمهان مبتنی بر ایریدیوم، یک OLED فیلم نازک ساخته‌اند که رنگ‌های مختلف نور مرئی را از خود نشر می‌کند. نتیجه این کار نشر نور سفید است.

دیودهای نورافشان که از نیمه‌رساناها برای تولید نور مصنوعی بهره می‌برند، می‌توانند
مصرف برق را کم کرده و نشر گازهای گلخانه‌ای را کاهش دهند. با این حال توسعه این
فناوری به نحوی که کاربرد آن فراتر از چراغ‌های ترافیک و نشانگرهای لیزری بوده و در
روشن کردن دفاتر کار و منازل به کار رود، نیازمند موادی است که بتوانند نور سفید
ارزان و کارا تولید کنند.

دیودهای نورافشان آلی ( OLEDها) که مبتنی بر مواد نیمه‌رسانای آلی و یا پلیمری
هستند، کاندیداهای بسیار نویدبخشی برای کاربردهای روشنایی عمومی هستند، زیرا می‌توانند
با استفاده از روش‌های ارزان فراوری، سطوح نمایشگرها و صفحات بزرگ را بپوشانند. در
حقیقت نمایشگرهای تک‌رنگ مبتنی بر OLED به صورت تجاری وجود دارند. می‌توان از
مخلوطی از مواد نشردهنده نور قرمز، سبز و آبی برای تولید نور سفید استفاده کرد، اما
این طیف‌های رنگی به طورمعمول با یکدیگر برهمکنش داشته و با تضعیف عملکرد دیود
نورافشان، موجب کاهش کیفیت رنگ می‌شوند.

محققان ریخته‌گری مولکولی که یکی از مراکز نانوعلم وزارت انرژی آمریکا واقع در
آزمایشگاه برکلی در دانشگاه کالیفرنیای برکلی است، با استفاده از مولکول‌های میمهان
مبتنی بر ایریدیوم، یک OLED فیلم نازک ساخته‌اند که رنگ‌های مختلف نور مرئی را از
خود نشر می‌کند. آنها از نانوذرات پلیمری به‌عنوان میزبان «جوهرهای» نشرکننده نور
بهره برده‌اند. این نانوذرات، نشرکننده‌های نور میمهان را احاطه کرده و آنها را از
یکدیگر جدا می‌کنند. بدین ترتیب هر نشرکننده می‌تواند بدون وجود برهمکنش‌های مزاحم
با نانوذرات مجاور، به نشر نور بپردازد که نتیجه این کار نشر نور سفید است.

بیوو ما، یکی از دانشمندان بخش نانوساختارهای آلی در مرکز ریخته‌گری مولکولی که در
این مطالعه مشارکت داشته است، می‌گوید: «این راهکار ساده و هوشمندانه برای جداسازی
مراکز نانومقیاس فسفر، راه را برای فراوری OLEDهای مورد استفاده در روشنایی حالت
جامد فراهم می‌کند». در حال حاضر این گروه پژوهشی تلاش می‌کنند با تغییر نسبت
نانوذرات رنگی مختلف درون نمونه ساخته شده، کارایی و درخشندگی نور منتشر شده را
بهبود بخشند. نور منتشر شده از OLEDها را می‌توان از سفید خنک تا سفید گرم تغییر
داد و این قابلیت استفاده از این مواد را در دفاتر کار و منازل راحت می‌سازد.

بیش از ۴۰ درصد از گازهای گلخانه‌ای منتشر شده در آمریکا در اثر مصارف ساختمان‌هاست،
بنابراین حتی اگر بتوانیم نسبت پایینی از روشنایی معمول را با روشنایی OLEDها
جایگزین نماییم، کاهش بسیار زیادی در مصرف برق خواهیم داشت.

جزئیات این تحقیق در مجله Nano Letters منتشر شده است.