NYHET En lysande elektrokemisk cell – LEC – har länge spåtts vara framtidens ljuskälla. Den kan användas i fantasieggande tillämpningar som lysande tapeter och ihoprullbara displayer och dessutom tillverkas billigt. Men efter 15 år har det fortfarande varit oklart hur tekniken fungerar. . En grupp forskare vid universiteten i Umeå, Linköping och Eindhoven har nu löst problemet vilket öppnar för en snabb utveckling av tekniken.
– Genom att samtidigt mäta var ljuset kommer ifrån och var spänningen faller har vi lyckats klargöra hur en LEC fungerar, säger Ludvig Edman, universitetslektor i fysik vid Umeå universitet.
Forskarna som arbetar vid Umeå universitet, Linköpings universitet och Eindhoven University of Technology, Holland, presenterar sina resultat i julinumret av den högt rankade tidskriften Nature Materials.
Författarna hoppas att artikeln ska avgöra en mångårig debatt om hur en LEC fungerar. Deras resultat stödjer den linje som företrätts av bland andra Nobelpristagaren Alan Heeger.
– När vi nu förstår hur LEC fungerar kan vi också förbättra dem. Ett problem har varit att de är kortlivade, säger Nathaniel D. Robinson, universitetslektor i ytors fysik och kemi vid Linköpings universitet och en av författarna.
– Faktum är att vi i dagarna har lyckats tillverka en flexibel LEC som har en rekordlång livslängd, berättar Ludvig Edman.
Det var uppfinningen av p-n-övergången i kristallina halvledare (huvudsakligen kisel) som lade grunden till transistorn och så småningom den moderna datorn. Vad artikeln i Nature Materials visar är att liknande p-n-övergångar kan skapas direkt på plats i organiska halvledare.
En LEC består av en tunn plastfilm (innehållande bland annat en halvledande polymer) placerad mellan två metallelektroder. Till skillnad från en organisk lysdiod (OLED), som nu börjat användas i tv-apparater och mobiltelefoner, innehåller en LEC rörliga joner. Forskarna har nu visat att dessa joner gör att den halvledande polymeren blir elektrokemiskt dopad när en spänning läggs på. Processen skapar automatiskt ett p-lager (med ”hål”) vid den positiva elektroden och ett n-lager (med elektroner) vid den negativa elektroden. När dessa möts skapas en ljus-emitterande p-n-övergång över vilken spänningen faller (se figur).
Kontaktpersoner: Ludvig Edman, lektor i fysik, Umeå universitet Tel: 090-786 57 32 Mobil: 070-23 21 240
E-post: ludvig.edman@physics.umu.se
Nathaniel Robinson, universitetslektor i ytors fysik och kemi vid Linköpings universitet Tel: 011-363479
E-post: nathaniel.d.robinson@liu.se
Artikeln The Dynamic Organic p-n Junction av Piotr Matyba, Klara Maturova, Martijn Kemerink, Nathaniel D. Robinson och Ludvig Edman publiceras i Nature Materials Advance Online Publication 21 juni kl 19 svensk tid. Innan dess får innehållet i denna pressrelease inte spridas.
En högupplöst porträttbild och illustrationer finns på:http://www8.presskontakt.umu.se/pressbilder/aktuella.html Bild: Fotografi som visar den ljus-emitterande p-n övergången i en LEC-komponent.
(Graf) Spänningsprofil i en LEC som tydligt visar att majoriteten av spänningen faller över p-n övergången (indikerad av pilen). De streckade linjerna indikerar elektroderna.
Mer informationLäs också intervjun med Ludvig Edman i Aktum:
http://www.umu.se/om-universitetet/aktuellt/aktum/aktum-2008-nr-6/profilen-ludvig-edman/?contentId=14220
Redaktör: Carina Dahlberg