Semikonduktor organik menjanjikan besar untuk dipakai dalam film tipis dan menampilkan fleksibel - gambar iPad Anda sanggup menggulung - tetapi mereka belum mencapai kecepatan yang dibutuhkan untuk menggerakkan menampilkan definisi tinggi. Bahan anorganik menyerupai silikon yang cepat dan tahan lama, tapi jangan membungkuk, sehingga mencari semikonduktor, cepat organik tahan usang terus berlanjut.
Sekarang tim yang dipimpin oleh peneliti di Stanford dan Harvard universitas telah menyebarkan gres semikonduktor organik material yang antara tercepat belum. Para ilmuwan juga mempercepat proses pembangunan dengan memakai pendekatan prediktif yang lopped berbulan-bulan - dan sanggup memangkas tahun - dari timeline khas.
Untuk sebagian besar, menyebarkan materi elektronik gres organik telah menjadi waktu-intensif, agak kena-atau-meleset proses, membutuhkan peneliti untuk mensintesis sejumlah besar materi kandidat dan lalu menguji mereka.
Kelompok Stanford dan Harvard yang dipimpin tetapkan untuk mencoba pendekatan prediktif komputasi untuk secara substansial mempersempit bidang calon sebelum pengeluaran waktu dan energi untuk menciptakan salah satu dari mereka.
"Sintesis beberapa senyawa ini sanggup mengambil tahun," kata Anatoliy Sokolov, seorang peneliti postdoctoral di bidang teknik kimia di Stanford, yang bekerja pada sintesis materi tim balasannya menetap di. "Ini bukan hal yang sederhana untuk dilakukan."
Sokolov bekerja di laboratorium Zhenan Bao, seorang profesor teknik kimia di Stanford. Mereka yaitu di antara penulis dari kertas yang menggambarkan pekerjaan, diterbitkan dalam edisi 16 Agustus dari Nature Komunikasi. Alan Aspuru-Guzik, seorang profesor kimia dan biologi kimia di Harvard, memimpin kelompok penelitian di sana dan diarahkan upaya teori dan komputasi.
Para peneliti memakai materi yang dikenal sebagai DNTT, yang sudah terbukti menjadi semikonduktor organik yang baik, sebagai titik awal mereka, lalu dianggap banyak sekali senyawa yang mempunyai sifat kimia dan listrik yang sepertinya akan meningkatkan kinerja materi induk jikalau mereka terikat.
Mereka tiba dengan tujuh kandidat yang menjanjikan.
Semikonduktor yaitu semua wacana muatan listrik bergerak dari satu daerah ke daerah lain secepat mungkin. Seberapa baik suatu materi melaksanakan kiprah yang ditentukan oleh betapa mudahnya itu untuk biaya untuk melompat ke materi dan bagaimana gampang muatan yang sanggup berpindah dari satu molekul ke yang lain dalam materi.
Menggunakan materi kimia yang diperlukan dan sifat struktural dari materi yang dimodifikasi, tim Harvard meramalkan bahwa dua dari tujuh kandidat akan paling siap mendapatkan muatan. Mereka menghitung bahwa satu dari dua yaitu aktual lebih cepat dalam melewati tuduhan bahwa dari molekul ke molekul, sehingga menjadi pilihan mereka. Dari analisis mereka, mereka mengharapkan materi gres menjadi sekitar dua kali secepat induknya.
Sokolov, peneliti Stanford, menyampaikan butuh waktu sekitar satu setengah tahun untuk menyempurnakan sintesis dari senyawa gres dan menciptakan cukup banyak untuk menguji. "Hasil final kami dari apa yang kita diproduksi yaitu sesuatu menyerupai materi sanggup dipakai 3 persen dan lalu kami masih harus membersihkannya."
Ketika anggota tim menguji produk akhir, prediksi mereka ditanggung. Bahan diubah dua kali lipat kecepatan dari materi induk. Sebagai perbandingan, materi gres lebih dari 30 kali lebih cepat daripada silikon amorf ketika ini dipakai untuk display kristal cair dalam produk menyerupai televisi panel datar dan monitor komputer.
"Itu akan diambil beberapa tahun untuk mensintesis dan mengkarakterisasi baik semua tujuh senyawa kandidat. Dengan pendekatan ini, kami sanggup fokus pada kandidat yang paling menjanjikan dengan kinerja terbaik, menyerupai yang diperkirakan oleh teori, "kata Bao. "Ini yaitu pola langka yang benar-benar desain 'rasional' gres materi kinerja tinggi."
Para peneliti berharap pendekatan prediktif mereka sanggup berfungsi sebagai cetak biru untuk kelompok penelitian lain bekerja untuk menemukan materi yang lebih baik untuk semikonduktor organik.
Dan mereka ingin menerapkan metode mereka untuk pengembangan materi baru, efisiensi tinggi untuk sel surya organik.
"Dalam kasus energi terbarukan, kita tidak punya waktu untuk sintesis semua kandidat yang mungkin, kita perlu teori untuk melengkapi pendekatan sintetis untuk mempercepat materi penemuan, "kata Aspuru-Guzik.
Lain Stanford peneliti berkontribusi untuk penelitian ini termasuk Rajib Mondal dan Hylke Akkerman, rekan postdoctoral di departemen teknik kimia ketika penelitian dilakukan, Stefan Mannsfeld, seorang staf ilmuwan di Stanford Synchrotron Radiation lightsource, dan Arjan Zoombelt, postdoctoral fellow di kimia rekayasa.
Disediakan oleh Stanford University ( berita : web )
0 komentar:
Posting Komentar