p Os visores de diodo orgânico emissor de luz (OLED) são agora recursos muito populares de muitos produtos convencionais, incluindo smartphones e televisores. Os OLEDs têm a vantagem de ser de baixo custo, luz, flexível, e fácil de modificar, tornando-os materiais de exibição ideais. Contudo, Os OLEDs atuais que alcançam eficiências quânticas comercialmente viáveis ​​contêm átomos de metais raros, como irídio e platina, que aumentam os custos e reduzem a sustentabilidade. Agora, uma equipe internacional incluindo pesquisadores da Universidade de Osaka relatou o melhor desempenho de OLED livre de átomos pesados ​​de seu tipo. p Embora os OLEDs que não contêm átomos pesados ​​- como metais raros e halogênios - sejam uma escolha óbvia para reduzir o custo e melhorar a viabilidade de produtos a longo prazo, os emissores livres de átomos pesados ​​que estão disponíveis atualmente têm limitações.

p Os materiais conhecidos como emissores de fluorescência retardada termicamente ativada (TADF) são eficientes; Contudo, eles normalmente têm amplos espectros de emissão que os tornam mais adequados para uso como fontes de luz do que como emissores precisos necessários para aplicações de exibição. Outro tipo de emissor livre de átomos pesados ​​são os emissores de fosforescência à temperatura ambiente (RTP); Contudo, os OLEDs que os utilizam mostram eficiências muito baixas de <1%, devido à extinção de excitons trigêmeos de longa duração no dispositivo.

p Os pesquisadores, portanto, fundiram os mecanismos dos fenômenos TADF e RTP para produzir um emissor híbrido que combina recursos de ambos os sistemas. Seu material TADF / RTP, chamado SiAz, contém apenas carbono, hidrogênio, azoto, e átomos de silício, que são fáceis de obter elementos naturalmente abundantes, tornando o SiAz viável para uso generalizado.

p "As lacunas de nível de energia nos estados excitados de um material emissor determinam como os materiais podem se comportar diante da excitação e da emissão que produzem, "O autor correspondente do estudo, Youhei Takeda, explica." Combinar os dois mecanismos significava que poderíamos alterar a maneira como uma molécula excitônica sofre a transição entre os estados de spin e energeticamente diferentes para produzir as características gerais que queríamos. Especificamente, ajustando os níveis de energia, nosso material pode utilizar o sistema de conversão térmica para produzir RTP. "

p Os pesquisadores alcançaram um alto grau de controle sobre os níveis de energia por meio da seleção cuidadosa do material hospedeiro no qual a molécula emissora foi impregnada - o que permitiu a transição termicamente ativada do estado excitado do tripleto energeticamente mais baixo para o estado tripleto superior das moléculas emissoras para irradiar RTP puro de forma eficiente. O material SiAz foi usado com sucesso em um dispositivo que alcançou uma eficiência quântica externa de 4%, que é o melhor relatado até agora para um OLED livre de átomos pesados ​​baseado em RTP.

p "Esperamos que mais esforços para entender as relações estrutura-propriedade desses sistemas híbridos nos permitam identificar princípios claros de design daqui para frente, "Takeda explica." Espera-se que a aplicação do controle que demonstramos leve à ampla disponibilidade de produtos OLED livres de átomos pesados ​​e agentes de bioimagem de alta resolução que sejam sustentáveis ​​e econômicos. "