"Apabila mendepositkan molekul organik melalui pemendapan vakum, orientasi molekul berubah dari semasa ke semasa dengan menjeda pemendapan. Lebih-lebih lagi, dengan mengubah keadaan pemendapan, adalah mungkin untuk menyongsangkan orientasi kedua-dua bahagian kepala dan ekor molekul," kata Profesor Hisao Ishii yang mengetuai pasukan itu.
Penemuan ini dijangka membantu penambahbaikan keberkesanan dan ketahanan OLED.
Skema radas yang dibangunkan untuk kaedah pemendapan vakum. Komponen utama probe Kelvin berputar mempunyai elektrod berputar dan sekelilingnya.
Peranti optoelektronik organik, seperti diod pemancar cahaya organik (OLED), menggunakan molekul dengan struktur khusus yang disusun pada filem nipis. Selain itu, susunan molekul ini pada sebarang permukaan adalah penting untuk pelbagai proses yang berlaku dalam peranti ini.
Susunan ini dipandu oleh dua faktor utama: kadar pemendapan (berapa cepat molekul diletakkan) dan suhu permukaan. Kadar pemendapan yang lebih perlahan dan suhu yang lebih tinggi memudahkan susunan yang betul, menghasilkan struktur yang lebih stabil.
Mencari skala masa yang sesuai untuk proses ini juga penting, dan penyelidik kini mencari cara untuk mengawal faktor ini untuk susunan molekul optimum pada permukaan.
Dalam kajian mereka, pasukan itu menemui cara yang mudah tetapi bijak untuk mengawal orientasi molekul yang didepositkan pada filem nipis yang mengandungi aluminium dan benzena, yang dilambangkan sebagai Alq3 dan TPBi, masing-masing.
Mereka menggunakan kaedah yang dipanggil "pemendapan terputus-putus," yang memperkenalkan pemecahan semasa proses pemendapan dan membangunkan versi alat yang dikemas kini yang dipanggil "probe Kelvin berputar" (RKP). Ini digunakan untuk mengukur potensi permukaan (voltan pada permukaan bahan) semasa dan selepas pemendapan dalam masa nyata.
Dengan membuka dan menutup pengatup pemendapan berulang kali pada selang waktu tertentu, penyelidik boleh menukar polarisasi (pengagihan cas), mempengaruhi cara molekul berorientasikan pada filem.
Pendekatan baharu pemendapan terputus-putus mencipta lapisan permukaan yang santai dan stabil dengan polarisasi yang boleh dikawal. Kajian itu juga mendedahkan bagaimana kelonggaran permukaan mempengaruhi orientasi molekul dan pembentukan lembah yang berpotensi (berbentuk seperti "V"). Malah, kaedah pemendapan ini membolehkan penciptaan sebuah profil potensi sewenang-wenangnya untuk orientasi molekul yang dikehendaki pada filem nipis yang diminati.
Dari segi aplikasi, teknik pemendapan terputus-putus ini boleh meningkatkan keberkesanan dan hayat bahan OLED. Selain itu, ia juga boleh digunakan untuk molekul organik bukan kutub, menjadikannya berguna untuk peranti seperti sel fotovoltaik organik dan transistor.
"Kaedah ini dijangka akan meningkatkan lagi kecekapan dan jangka hayat OLED," kata Ishii, "selain OLED, ia juga menggalakkan pembangunan peranti organik lain, seperti peranti memori organik. Oleh itu, menggantikan peranti bukan organik konvensional dengan peranti organik akan menjadikan peranti ringan dan fleksibel mudah didapati."