Органические светодиоды можно использовать для отображения магнитных полей

Прочитано: 141 раз(а)


Смартфоны однажды могут стать портативными квантовыми датчиками благодаря новому подходу в масштабе чипа, который использует органические светоизлучающие диоды (OLED) для отображения магнитных полей, что имеет значительные последствия для использования в здравоохранении и промышленности.

Исследователи Университета Нового Южного Уэльса из Центра передового опыта ARC в области науки об экситонах продемонстрировали, что OLED, тип полупроводникового материала, который обычно используется в телевизорах с плоским экраном, экранах смартфонов и других цифровых дисплеях, можно использовать для картографирования магнитных полей.

Последнее исследование, проведенное под руководством доктора Руганга Генга и профессора Дейна МакКейми из Школы физики UNSW, было подробно описано в Nature Communications.

«Наши результаты показывают, что OLED, коммерчески доступная технология, может использоваться не только для дисплеев и освещения, но также для квантового зондирования и визуализации магнитного поля путем интеграции небольшого элемента микроволновой электроники», — говорит первый автор исследования, доктор. Руганг Генг.

Органические светодиоды можно использовать для отображения магнитных полей

«Если эта технология будет должным образом разработана, люди смогут просто использовать свои смартфоны для картографирования магнитных полей вокруг них, например, для обнаружения дефектов в бриллиантах или ювелирных изделиях.»

Как работает эта технология?

OLED — это новая технология отображения, которая обеспечивает одни из лучших качественных экранов в смартфонах и телевизорах.

«Основной принцип работы OLED-устройства заключается в том, что при подаче напряжения электроны и дырки вводятся в разные слои устройства», — говорит доктор Гэн. «Когда электроны и дырки встречаются в центральном слое, они образуют «экситоны», которые при распаде излучают видимый свет , и именно это делает OLED полезными в качестве дисплеев и источников света».

Этот процесс излучения света использует характеристики заряда электронов, имеющих отрицательный заряд , и дырок, имеющих положительный заряд. Они оба также обладают другим внутренним свойствомква , называемым спином.

Этот спин направлен либо вверх, либо вниз и очень чувствителен к внешним магнитным полям. Фактически, он может «кувыркаться» (или менять направление) в условиях магнитного резонанса.

«Измеряя изменение сигнала, как электрического тока, так и светового излучения, вызванное таким триггером, мы можем определить силу любого магнитного поля, воздействующего на устройство», — говорит доктор Гэн.

Интегрируя OLED-экран с микроволновым резонатором, доктор Генг, профессор МакКейми и их коллеги создали крошечное колеблющееся магнитное поле на OLED-устройстве, позволяющее каждому отдельному пикселю OLED-экрана действовать как небольшой датчик магнитного поля.

«Результат нас не удивил — мы занимались этим несколько лет», — говорит профессор Маккейми. «Но мы были удивлены разрешением изображений, которые мы смогли сделать — мы можем видеть детали в масштабе субмикронной длины, подобно размеру бактерии или нейрона».

Коммерциализация и повседневное использование

Это последнее исследование представляет собой следующий шаг в развитии оборудования для визуализации магнитного поля. Существующее оборудование для квантового зондирования и визуализации магнитного поля, как правило, является большим и дорогим, требующим либо дополнительной мощности от мощного лазера, либо чрезвычайно низких температур. В этих условиях потенциал интеграции устройств и коммерческая масштабируемость ограничены.

Тем не менее, новый метод, разработанный командой, может работать в масштабе микрочипа и не требует ввода лазера, демонстрируя большой потенциал для применения в научных исследованиях, промышленности и медицине.

«Далее мы надеемся улучшить общую производительность устройства, включая оптимизацию архитектуры устройства и изучение других методов, которые могут значительно повысить чувствительность поля», — говорит д-р Гэн.

«Мы также изучаем возможности сотрудничества с компаниями, занимающимися технологиями OLED, поскольку их опыт переноса устройств из лабораторий в коммерческие продукты поможет ускорить внедрение этой технологии».

Органические светодиоды можно использовать для отображения магнитных полей



Новости партнеров