Светоизлучающие диоды — это компоненты, которые излучают свет, когда через них проходит электрический ток, и пропускают свет только в одном направлении. Светодиоды играют важную роль в повседневной жизни как световые индикаторы. У них также многообещающее будущее в области освещения, где они постепенно захватывают рынок. Основное преимущество светодиодов состоит в том, что их можно делать очень маленькими, поэтому можно получить точечные источники света.
Имея это в виду, исследователи IPCMS в Страсбурге в сотрудничестве с командой Парижского института химии химии (CNRS / UPMC) недавно преодолели последнее препятствие миниатюризации: они создали первый в истории одномолекулярный светодиод.Для этого они использовали одинарную проволоку из политиофена. Это вещество является хорошим проводником электричества. Он сделан из водорода, углерода и серы и используется для изготовления более крупных светодиодов, которые уже есть на рынке.
Проволока из политиофена прикреплялась одним концом к наконечнику сканирующего туннельного микроскопа, а другим концом к поверхности золота. Ученые записали свет, излучаемый при прохождении тока через эту нанопроволоку.
Они заметили, что тиофеновая проволока действует как светоизлучающий диод: свет испускался только тогда, когда электроны уходили от наконечника микроскопа к поверхности золота. Когда полярность менялась, излучение света было незначительным.В сотрудничестве с группой теоретиков из Service de Physique de l’Etat Condense (CNRS-CEA / IRAMIS / SPEC) исследователи показали, что этот свет испускается, когда отрицательный заряд (электрон) сочетается с положительным зарядом (дырка). ) в нанопроволоке и передал большую часть своей энергии фотону. На каждые 100 000 электронов, введенных в тиофеновую проволоку, испускался фотон.
Его длина волны была в красном диапазоне.С фундаментальной точки зрения это устройство дает исследователям новый инструмент для исследования явлений, которые возникают, когда электрический проводник излучает свет, и делает это в масштабе, в котором квантовая физика имеет приоритет над классической физикой. Ученые также смогут оптимизировать вещества для получения более мощного светового излучения. Наконец, эта работа является первым шагом к созданию компонентов размером с молекулу, сочетающих в себе электронные и оптические свойства.
Подобные компоненты могут лечь в основу молекулярного компьютера.