Oak Ridge國家實驗室(ORNL)聲稱，通過向OLED中摻雜磁納米粒子，可使OLED的效率提高30%。把磁性材料引入OLED之中，將使亮度得到控制，而不必附加電接觸。
ORNL高級研究員Jian Shen表示，“我們所做的就是通過把非常低濃度的磁性納米粒子摻雜到有機聚合體之中，從而增強OLED的發(fā)光效率，摻雜讓我們能夠用磁場控制OLED的密度，然而，傳統(tǒng)的OLED密度是由電場調節(jié)的，那就需要電接觸。”
通過把磁性納米粒子混合到聚合體陣列之中(濃度小于千分之一)，Shen的團隊發(fā)現(xiàn)，他們能把OLED的效率提高27%。通過把外部磁場作用于已摻雜的OLED上，可以把效率再提高5%，因此，與傳統(tǒng)的OLED相比，效率總共提高了32%。
當高能注入電子和空穴重組時，固體LED中就會出現(xiàn)光發(fā)射，降低它們的能級并引起單個光子被發(fā)射出來以實現(xiàn)補償。具有100%效率的LED會重組每一個注入電子和空穴。在實際器件中，永遠達不到100%的效率，但是，把它們限制在小的區(qū)域，設計工程師就能夠盡可能地實現(xiàn)最大的效率，Shen說。
當把電子和空穴配成一對時，在它們重組之前，它們被稱為激發(fā)子。激發(fā)子的每一個部分的磁自旋是隨機的，導致它們在重組中的效率是可變的。為了提高重組的效率，Shen的小組把用鈷和鐵(CoFe)制成的磁性納米粒子與有機OLED的聚合體摻雜在一起。由于存在磁性納米粒子，較大量具有反向自旋的激發(fā)子堆積起來，稱為零自旋激發(fā)子。反極性的電荷載體更可能發(fā)生重組，因此，造成磁性摻雜OLED的效率更高，Shen表示。
Shen介紹道，“通過在總的激發(fā)子當中提高所謂的零自旋激發(fā)子的比例，CoFe磁性納米粒子的存在提高了電發(fā)光的效率及其熒光性?！?
下一步，Shen的小組將以不同的摻雜水平以及與聚合體混合磁性納米粒子的各種方法進行實驗，以實現(xiàn)超一致的濃度，希望進一步提高效率。
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