“진공 증착으로 유기 분자를 증착할 때 증착을 일시 중지함으로써 시간이 지남에 따라 분자의 방향이 변경됩니다. 더욱이, 증착 조건을 변경함으로써 분자의 머리 끝과 꼬리 끝의 방향을 반전시키는 것이 가능합니다.”라고 팀을 이끈 이시이 히사오(Hisao Ishii) 교수는 말합니다.
이번 연구 결과는 OLED의 효율과 내구성 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.
진공증착법을 위해 개발된 장치의 개략도. 회전식 켈빈 프로브의 주요 구성 요소는 회전식 전극과 그 주변입니다.
유기발광다이오드(OLED)와 같은 유기 광전자 장치는 얇은 필름 위에 특정 구조가 배열된 분자를 사용합니다. 또한 모든 표면에서 이러한 분자의 배열은 이러한 장치 내에서 발생하는 다양한 프로세스에 중요합니다.
이러한 배열은 증착 속도(분자가 배치되는 속도)와 표면 온도라는 두 가지 주요 요소에 의해 결정됩니다. 느린 증착 속도와 높은 온도는 적절한 배열을 촉진하여 보다 안정적인 구조를 생성합니다.
이 과정에 적합한 시간 척도를 찾는 것도 중요하며, 연구자들은 이제 표면의 최적 분자 배열을 위해 이러한 요소를 제어할 수 있는 방법을 찾고 있습니다.
그들의 연구에서 팀은 Alq로 표시되는 알루미늄 및 벤젠 함유 박막에 증착된 분자의 방향을 제어하는 간단하면서도 독창적인 방법을 발견했습니다.3 그리고 각각 TPBi.
그들은 증착 공정 중에 중단이 발생하는 "간헐적 증착"이라는 방법을 사용했으며 "회전식 켈빈 프로브"(RKP)라는 도구의 업데이트된 버전을 개발했습니다. 이는 증착 도중과 증착 후의 표면 전위(재료 표면의 전압)를 실시간으로 측정하는 데 사용되었습니다.
연구진은 특정 간격으로 증착 셔터를 반복적으로 열고 닫음으로써 편광(전하 분포)을 변경하여 분자가 필름의 방향에 영향을 미칠 수 있었습니다.
간헐적 증착의 새로운 접근 방식으로 편안하고 안정적인 표면층 생성 제어 가능한 편광. 이 연구는 또한 표면 이완이 분자 배향과 전위 계곡("V" 모양) 형성에 어떻게 영향을 미치는지 밝혀냈습니다.. 실제로 이 증착 방식은 생성을 가능하게 합니다. 관심 있는 박막의 원하는 분자 방향에 대한 임의의 전위 프로파일.
응용 측면에서 이 간헐 증착 기술은 OLED 재료의 효율성과 수명을 향상시킬 수 있습니다. 또한 비극성 유기 분자에도 사용할 수 있어 유기 광전지, 트랜지스터와 같은 장치에 유용합니다.
Ishii는 “이 방법은 OLED의 효율성과 수명을 더욱 향상시킬 것으로 기대됩니다. OLED를 넘어 유기 메모리 장치와 같은 다른 유기 장치의 개발도 촉진합니다. 따라서 기존의 무기소자를 유기소자로 대체하면 가볍고 유연한 소자를 쉽게 이용할 수 있게 될 것입니다.”