Свидетельство спин-зависимой рекомбинации: генерируется больше синглетов, чем ожидалось, что позволяет повысить эффективность полимерных светодиодов более чем на 25%. Группа стала пионером в области физики полупроводниковых полимеров в качестве светодиодов. Группа глубоко вовлечена в понимание основ физики процессов излучения света, которые включают такие методы, как спектроскопия возбужденных состояний.

Исследовательская программа построена на широком научном подходе, направленном на понимание электронных свойств полимерных полупроводников в целом, а также на глубокое понимание физических процессов, определяющих характеристики полимерных электронных устройств. Особо важный вопрос связан с электронной структурой границ раздела между двумя различными полимерами, такими как полимерные смеси, используемые во многих современных полимерных светоизлучающих или фотоэлектрических диодах, или полупроводниковый и затворный диэлектрический полимер на активном интерфейс полевого транзистора.

Пластиковые светодиодные испытательные ячейки CDT В полимерном светодиоде свет излучается, когда носители с положительными дырками и отрицательными электронными зарядами инжектируются в металлические полупроводниковые металлические контакты, расположенные на противоположных сторонах полупроводниковых полимерных пленок. Когда электроны и дырки попадают под влияние их взаимного кулоновского притяжения внутри устройства, они рекомбинируют друг с другом, испуская фотон. Длина волны излучаемого света зависит от ширины запрещенной зоны полупроводникового полимера.

Электрон и дырки представляют собой частицы со спином 1/2, и образующийся экситон может представлять собой «синглетный» или «триплетный» экситон. Из простой спиновой статистики можно ожидать, что 25% синглетных экситонов и 75% триплетных экситонов будут образованы, если спин входящих носителей заряда будет случайным. В полимерном материале со слабой спин-орбитальной связью только синглетные экситоны могут рекомбинировать излучательно, поскольку основное состояние является синглетным состоянием. Отсюда можно ожидать, что эффективность полимерных светодиодов не может превышать 25%. Однако на практике многие полимерные светодиоды превышают этот предел, и недавно мы смогли показать, что процесс захвата электронов и дырок, приводящий к образованию экситонов, зависит от спина. Подходы к улучшению характеристик полимерных светодиодов включают в себя включение тяжелых атомов для увеличения спин-орбитального взаимодействия и обеспечения сбора триплетных экситонов.

В качестве альтернативы оксиду индия и олова для уменьшения контактного сопротивления и увеличения срока службы устройств мы исследуем использование оксидов металлов (в частности, оксида цинка и молибдена), осажденных различными способами.

Производительность зеленых светодиодов может превышать 50 кд / А при внешнем квантовом КПД 15%.