旋轉(zhuǎn)扭曲的光線或?qū)�為下一代電子設(shè)備供電

研究人員在有機(jī)半導(dǎo)體領(lǐng)域取得了一項(xiàng)數(shù)十年難題的突破，為未來電子技術(shù)開辟了新可能。由劍橋大學(xué)和埃因霍溫理工大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種新型有機(jī)半導(dǎo)體，該材料迫使電子以螺旋軌跡運(yùn)動(dòng)。這一發(fā)現(xiàn)有望提升電視和智能手機(jī)OLED屏幕的能效，或?yàn)樽孕�電子學(xué)和量子計(jì)算等下一代計(jì)算技術(shù)提供動(dòng)力。 sY&IquK^  
這種新型半導(dǎo)體能夠發(fā)射圓偏振光——意味著光線攜帶著電子"手性"的信息。大多數(shù)無機(jī)半導(dǎo)體（如硅）的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是對稱的，電子在其中可以自由移動(dòng)而無特定方向偏好。 {%H'z$|{  
然而在自然界中，分子通常具有手性（左旋或右旋）結(jié)構(gòu)：就像人類雙手一樣，手性分子互為鏡像。這種特性在DNA形成等生物過程中起著關(guān)鍵作用，但在電子器件中一直難以有效控制。 =8. ,43+  
研究團(tuán)隊(duì)通過借鑒自然界的分子設(shè)計(jì)策略，成功開發(fā)出具有手性特征的半導(dǎo)體材料。他們通過精確控制半導(dǎo)體分子的排列，形成了有序的右旋或左旋螺旋柱狀結(jié)構(gòu)。相關(guān)研究成果已發(fā)表于《科學(xué)》雜志。 kgP0x-Ap  
手性半導(dǎo)體在顯示技術(shù)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。當(dāng)前顯示屏幕由于需要過濾光線，往往造成大量能量浪費(fèi)。研究人員開發(fā)的手性半導(dǎo)體能夠以自然發(fā)射圓偏振光的方式工作，可顯著降低這類能量損耗，使屏幕更亮且更節(jié)能。 45c$nuZ  
該研究的共同負(fù)責(zé)人、劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的Richard Friend教授表示："我開始研究有機(jī)半導(dǎo)體時(shí)，許多人都質(zhì)疑其潛力，但現(xiàn)在它們已成為顯示技術(shù)的主流。與剛性的無機(jī)半導(dǎo)體不同，分子材料具有驚人的可塑性——讓我們能夠設(shè)計(jì)像手性LED這樣的全新結(jié)構(gòu)。這就像用你所能想象的各種形狀的樂高積木搭建，而不僅僅是標(biāo)準(zhǔn)的長方體。" 904}Jh,  
該半導(dǎo)體基于一種名為三氮雜苯（TAT）的材料，這種材料能夠自組裝成螺旋堆疊結(jié)構(gòu)。電子在其中運(yùn)動(dòng)時(shí)就像沿著螺絲的螺紋旋轉(zhuǎn)前進(jìn)。 FcU SE  
來自埃因霍溫理工大學(xué)的共同第一作者M(jìn)arco Preuss解釋道："當(dāng)受到藍(lán)光或紫外線激發(fā)時(shí)，自組裝的TAT會(huì)發(fā)射出具有強(qiáng)圓偏振性的明亮綠光——這種效應(yīng)此前在半導(dǎo)體中極難實(shí)現(xiàn)。TAT的結(jié)構(gòu)不僅允許電子高效移動(dòng)，還能直接影響光的發(fā)射方式。" X.{S*E:$u  
通過改進(jìn)OLED制造工藝，研究團(tuán)隊(duì)成功將TAT材料應(yīng)用于圓偏振OLED（CP-OLED）器件。測試顯示，這些器件在效率、亮度和偏振度等方面均創(chuàng)下新紀(jì)錄，成為同類產(chǎn)品中的佼佼者。 \