Optoelektronika na podstawie nowych kombinacji molekularnych
Cienkowarstwowe tlenki metali są coraz popularniejsze w przemyśle elektronicznym w dążeniu sektora do mniejszych, lżejszych i wydajniejszych urządzeń. Tlenki są osadzane w sposób ułatwiający zorganizowany wzrost kryształów. Najnowszy trend to wykorzystanie nanostruktur tlenków metali i ich wszechstronnego zastosowania w tak różnych dziedzinach, jak: czujniki, baterie, ogniwa słoneczne i przechowywanie energii. Europejscy badacze utworzyli konsorcjum składające się z czołowych naukowców z zakresu fotochemii supramolekularnej (opartej na złożeniach dwóch lub wielu cząsteczek), materiałoznawstwa nanostrukturalnego materiałów nieorganicznych oraz fizyki urządzeń optoelektronicznych. Ich celem było opracowanie nowych supramolekularnych urządzeń do integracji z nanokrystalicznymi elektrodami tlenków metali. W ramach finansowania UE na rzecz projektu "Nanokrystaliczne materiały heterosupermolekularne do zastosowań optoelektronicznych" (Heteromolmat) konsorcjum dążyło do opracowania trzech innowacyjnych urządzeń heterosupramolekularnych (opartych na dwóch lub wielu różnych cząsteczkach): hybrydowe diody LED (HyLED), czujniki chemiczne światła oraz urządzenia do konwersji światła bliskiej podczerwieni (NIR) w energię. Diody HyLED wykorzystujące tlenki metali mają wiele zalet w stosunku do standardowych diod LED oraz diod organicznych. Technologia tlenków metali wnosi wiele korzyści technicznych, jak również umożliwia tanią produkcję masową. Opracowano diody HyLED, które wykazały zwiększoną wydajność i powinny zapewnić atrakcyjną alternatywę dla organicznych diod LED. Naukowcy projektu Heteromolmat pomyślnie zaprojektowali i zsyntetyzowali supramolekularne struktury zdolne do rozpoznawania szczególnych substancji toksycznych w próbkach, takich jak rtęć. Cząsteczki wiążą się z łatwością z warstwą tlenku metalu dzięki specjalnie włączonym grupom wiążącym. Oddziaływanie struktur supramolekularnych z toksyczną substancją zmieniło właściwości optyczne cząsteczek, doprowadzając do stworzenia świetlnego czujnika chemicznego. Wreszcie naukowcy stworzyli urządzenia o rekordowej konwersji słonecznego promieniowania w bliskiej podczerwieni w energię elektryczną w oparciu o syntezę nowych supramolekularnych barwników NIR. Dziedzina energii słonecznej jest gotowa na rewolucję, zważywszy na ogromne ilości dostępnej energii i minimalną wykorzystywaną jej obecnie ilość. Być może impuls ku temu wniesie technologia opracowana w ramach projektu Heteromolmat. Konsorcjum Heteromolmat posiadające interdyscyplinarną wiedzę było w stanie opracować ważne nanokrystaliczne, supramolekularne materiały półprzewodnikowe. Naukowcy zastosowali te materiały z wielkim sukcesem w urządzeniach optoelektronicznych, w tym w diodach LED, świetlnych czujnikach chemicznych ora konwerterach światła w energię elektryczną. Wykorzystując tanią i łatwo skalowalną technologię półprzewodników opartych na tlenku metalu, innowacje skazane są na szybką komercjalizację.
