Створено найменший у світі світлодіод, що складається з єдиної органічної молекули
Змусивши єдину молекулу полімерного матеріалу випромінювати фотони світла, дослідники створили найменший органічний світлодіод в світі. Ця робота проводилася в рамках програми міжнародних мульти-дисциплінарних досліджень, спрямованих на створення електронних приладів і пристроїв молекулярного й атомарного рівня, пристроїв, які в перспективі можуть стати основою більш потужних і більш енергозберігаючих обчислювальних систем і малогабаритної електроніки.
Гійом Шюлл (Guillaume Schull) і його колеги з університету Страсбурга (University of Strasbourg), Франція, в якості матеріалу світлодіода використовували молекулу струмопровідного полімеру під назвою политиофен. За допомогою наконечника скануючого тунельного мікроскопа вчені визначили точне місце і становище довгої молекули полімеру, що лежить на золотому підставі. Потім, використовуючи наконечник мікроскопа як підйомний кран, вчені захопили один край молекули і підняли її таким чином, що вона стала грати роль провідника між наконечником і підставою.
Подавши електричний потенціал між наконечником і золотим підставою, вчені почали виробляти запис значення поточного через молекулу електричного струму, сила якого сягала кількох наноампер, реєструючи при цьому кількість і характеристики випромінюваних молекулою фотонів.
Слід зазначити, що звичайні світлодіоди являють собою частини металевого або органічного напівпровідникового матеріалу, затиснуті між двома електродами. Коли на ці два електроди подається електричний струм у напівпровіднику виникають два потоки, що рухаються в протилежних напрямках, потік вільних електронів і електронних дірок. І коли електрон зустрічається з діркою, що грає роль позитивно зарядженої частинки, відбувається їх умовна анігіляція, що супроводжується випромінюванням фотона світла з певною довжиною хвилі, що залежить від енергії електрона і дірки.
Точно такий же процес відбувається і в молекулі політіофена, за винятком більш маленького масштабу, масштабу молекулярного рівня. Дослідники з'ясували, що при певному значенні зворотного електричного потенціалу, який забезпечує максимальну продуктивність молекулярного світлодіода, один фотон світла червоного кольору випромінюється приблизно на 100 тисяч вільних електронів, які течуть від наконечника мікроскопа через молекулу до основи. Але якщо поміняти полярність прикладеної потенціалу на зворотний, то процес випромінювання світла практично припиняється, а вся енергія електронів і дірок перетвориться в теплову енергію, повністю повторюючи всі ефекти, спостережувані в звичайних світлодіодах.