"כאשר מפקידים מולקולות אורגניות באמצעות שקיעת ואקום, הכיוון של המולקולות משתנה לאורך זמן על ידי השהיית התצהיר. יתרה מכך, על ידי שינוי תנאי התצהיר, ניתן להפוך את הכיוון של קצה הראש והזנב של המולקולות", אומר פרופסור Hisao Ishii שהוביל את הצוות.
ממצאים אלו צפויים לסייע בשיפור היעילות והעמידות של מכשירי OLED.
סכימה של המנגנון שפותח עבור שיטת השקעת ואקום. המרכיב העיקרי של הגשושית הסיבובית של קלווין כולל אלקטרודה סיבובית וסביבתה.
מכשירים אופטו-אלקטרוניים אורגניים, כגון דיודות פולטות אור אורגניות (OLED), משתמשים במולקולות עם מבנים ספציפיים המסודרים על סרטים דקים. בנוסף, הסידור של מולקולות אלה על כל משטח הוא חיוני עבור תהליכים שונים המתרחשים בתוך מכשירים אלה.
סידור זה מונחה על ידי שני גורמים עיקריים: קצב השקיעה (המהירות שבה המולקולות ממוקמות) וטמפרטורת פני השטח. קצבי שקיעה איטיים יותר וטמפרטורות גבוהות יותר מקלים על הסידור הנכון, וכתוצאה מכך מבנים יציבים יותר.
מציאת סולם הזמן המתאים לתהליך זה היא גם קריטית, וחוקרים מחפשים כעת דרכים לשלוט בגורמים הללו לסידור מולקולרי מיטבי על משטחים.
במחקר שלהם, הצוות מצא דרך פשוטה אך גאונית לשלוט בכיוון של מולקולות שהופקדו על סרטים דקים המכילים אלומיניום ובנזן, המכונה Alq3 ו-TPBi, בהתאמה.
הם השתמשו בשיטה שנקראת "תצהיר לסירוגין", שמציגה הפסקות במהלך תהליך ההשקעה, ופיתחו גרסה מעודכנת של כלי שנקרא "בדיקה סיבובית קלווין" (RKP). זה שימש למדידת פוטנציאל פני השטח (מתח על פני החומר) במהלך ואחרי התצהיר בזמן אמת.
על ידי פתיחה וסגירה חוזרת של תריס התצהיר במרווחי זמן ספציפיים, החוקרים יכולים לשנות את הקיטוב (התפלגות המטענים), ולהשפיע על האופן שבו המולקולות היו מכוונות על הסרטים.
הגישה החדשה של שקיעה לסירוגין יצרה שכבת פני שטח נינוחה ויציבה עם קיטוב ניתן לשליטה. המחקר גם חשף כיצד הרפיית פני השטח השפיעה על האוריינטציה המולקולרית ועל היווצרותו של עמק פוטנציאלי (בצורת "V"). למעשה, שיטת התצהיר זו מאפשר יצירת א פרופיל פוטנציאלי שרירותי עבור כיוונים מולקולריים רצויים על הסרט הדק המעניין.
מבחינת יישומים, טכניקת השקיעה לסירוגין זו יכולה לשפר את היעילות ואת משך החיים של חומרי OLED. בנוסף, זה יכול לשמש גם עבור מולקולות אורגניות לא קוטביות, מה שהופך אותו לשימושי עבור מכשירים כמו תאים פוטו-וולטאיים אורגניים וטרנזיסטורים.
"שיטה זו צפויה לשפר עוד יותר את היעילות ואת משך החיים של OLED", אומר אישי, "מעבר ל-OLED, היא גם מקדמת פיתוח של מכשירים אורגניים אחרים, כמו התקני זיכרון אורגניים. לכן, החלפת מכשירים אורגניים קונבנציונליים במכשירים אורגניים תהפוך מכשירים קלים וגמישים לזמינים".