Ученые предложили делать элементы микросхем размером в одну молекулу

15 Августа 2019

МОСКВА, 15 августа - Современная кремниевая электроника практически дошла до предела миниатюризации. Использование органики потенциально позволяет создавать элементы микросхем размером в одну молекулу. Ученые НИЯУ МИФИ ведут активные исследования в этой области. Недавно они смоделировали изменения возбужденного состояния молекулы органического полупроводника. Результаты жизнедеятельности опубликованы в Journal of Physical Chemistry.

Органическая электроника считается перспективной по двум причинам. Во-первых, сырье для органического синтеза вполне доступно. Во-вторых, присутствие органических материалов позволяет делать предметы микросхем размером в одну молекулу, что сближает их с внутриклеточными структурами живых объектов.

Направленный дизайн органических молекул и функциональных материалов для органической электроники – перспективное научное направление. Ученые обобщают существующий мировой опыт и занимаются предсказательным моделированием.

Наша группа занимается предсказательным моделированием свойств материалов для органической электроники, конкретно – для базисных светодиодов (OLED). При работе OLED с эмиттера подаются электроны, с отрицательный электрода – дырки, где-то посередине устройства они встречаются и рекомбинируют, при этом излучается свет. Состояние, когда фермион и дырка находятся рядом, но не рекомбинируют, может жить достаточно долго – его называют экситоном, чаще всего этот экситон локализован в пределах одной молекулы, – оповестила один из авторов исследования, называется ассистент кафедры физики конденсированных сред Национального исследовательского ядерного университета МИФИ и научный сотрудник Центра фотохимии РАН Александра Фрейдзон.

По ее словам, с помощью переноса экситона на соседние молекулы удобно управлять цветом и эффективностью свечения OLEDов: между слоями n- и p-типов базисных полупроводников помещают излучающий слой (обычно тоже полупроводник), где электроны с дырками пересекаются, рекомбинируют и не разлучаются.

Мы изучили поведение экситона в молекуле типичного дырочного полупроводника, также используемого в качестве таблицы излучающего слоя. Выяснилось, что экситон локализуется не на всей молекуле, а на отдельных ее частях, и может мигрировать по молекуле. В частности, мигрировать под действием небольших возмущений – таких, как присутствие другой молекулы (например, допанта-излучателя) , – сообщила Александра Фрейдзон. 29 июля, 03:00Непостоянство полей: ученые изобрели новые композиты для микроэлектроники

Исследователи прояснили механизм и оценили время миграции экситона из одного конца молекулы в другой.

Оказалось, что по одному из путей миграция происходит очень быстро, в пикосекундном масштабе – и помогают ей в этом вполне определенные внутримолекулярные колебания, – приложила сотрудник НИЯУ МИФИ.

Как считают авторы, теперь можно оценить, как на этот процесс влияет присутствие соседних молекул, и предложить модификации структуры исходной молекулы, чтобы сделать процесс репорта энергии возбуждения на молекулу эмиттера максимально эффективным. В этом и состоит процесс виртуального проектирования функциональных материалов: ученые отличают ключевую функцию материала и ставить в строят модель процесса, лежащего в основе этой функции, чтобы определить основные факторы, влияющие на эффективность процесса, и предложить новые модификации материала.

Ученые отмечают, что сейчас находятся на первой стадии понимания процесса миграции экситона в органических полупроводниках. Уже скоро они смогут преподносить рекомендации по модификации молекул, используемых в матрицах излучающих слоев OLED. 19 июня 2018, 09:50Ученые поняли, как управлять свойствами электроники будущего

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Ученые предложили делать элементы микросхем размером в одну молекулу

комментарии (0)

Другие интересные новости

В Волгограде покажут фильм о фестивале "RT.Док: Время героев"