Samtidig emission af ortogonal handedness i cirkulær polarisering

Styring af lysets polarisering er en nøglefunktion for skærme, optisk datalagring, optisk kvanteinformation, og chiralitetssansning. I særdeleshed, den direkte emission af cirkulært polariseret (CP) lys har tiltrukket sig stor interesse på grund af den forbedrede ydeevne af skærme såsom organiske lysdioder (OLED'er) og lyskilder til karakterisering af den sekundære struktur af proteiner. For rent faktisk at producere CP-lys, det selvlysende lag skal indeholde chirale karakteristika, som kan opnås, for eksempel, ved at dekorere luminoforerne med chirale materialer eller doping chirale molekyler til achirale materialer. Imidlertid, en sådan chiralitet af det luminescerende lag gør det muligt kun at generere én slags CP-lys i en hel enhed, da det er vanskeligt at kontrollere den chirale sans rumligt.

I et nyt blad udgivet i Lysvidenskab og anvendelse , forskere fra Institut for Elektronik, Hanyang Universitet, Republikken Korea demonstrerede en samtidigt emitterende enhed med ortogonal håndhed i cirkulær polarisering fra en achiral luminophor med en flydende krystallinsk (LC) fase. Ved at gnide justeringer af luminophorer i dens øvre og nedre overflader i forskellige retninger, det selvlysende lag er kontinuerligt snoet, og lys, der passerer gennem det selvlysende lag, kommer således frem som højrehåndet (RH) eller venstrehåndet (LH) CP lys uden nogen chiral del. Mere interessant, denne snoede chirale sans bestemmes af gnidningsretningerne i dens øvre og nedre overflade. Som resultat, ved at generere flere justeringer i den nedre overflade af den achirale luminophor og ensrettet justering i dens øvre overflade, en lysemitterende enhed med ortogonal håndhed i cirkulær polarisering blev implementeret med en enkelt achiral luminophor. Denne eksperimentelle demonstration fremhæver gennemførligheden af ​​lyskilden med multipolarisering, inklusive ortogonale CP-tilstande, derved baner vejen for nye anvendelser i biosensorer såvel som optiske enheder såsom OLED'er.

I en konventionel OLED, da en cirkulær polarisator foran OLED-panelet uundgåeligt er påkrævet for at forhindre refleksion af omgivende lys fra en metalelektrode, kun halvdelen af ​​det lys, der udvindes fra OLED-panelet, når øjet. Som resultat, direkte emission af CP-lys fra en OLED med samme håndhed som den cirkulære polarisator foran OLED-panelet kan øge effektiviteten af ​​det udsendte lys. Meget effektiv OLED er implementeret ved direkte at generere en høj grad af CP-lys, som opnås fra en snoet struktur af LC-luminophoren. Den snoede følelse af LC-luminophoren blev styret ved at producere de forskellige grænsebetingelser i dens øvre og nedre overflader. Ud over, graden af ​​CP-lys i den snoede luminophor blev teoretisk beregnet baseret på Mueller-matrixanalysen, og en CP-lysemitterende mekanisme blev bekræftet. Disse videnskabsmænd opsummerer den videnskabelige præstation i deres CP-lysemitterende enhed:

"For første gang, vi demonstrerede direkte CP-lysemissioner ved at bruge en snoet achiral konjugatpolymer uden nogen chiral komponent ved at indføre forskellige grænsebetingelser i polymerens øvre og nedre overflader. Ved at mønstre forskellige justeringsretninger på en af ​​dens polymeroverflader, mønstret CP-lys med forskellige polarisationstilstande kan opnås gennem den heri foreslåede fremstillingsproces. Også, polymerens snoningsbegrænsning ved overfladegrænsebetingelser blev systematisk analyseret baseret på overfladeforankringsenergimodellen, og graden af ​​CP-lys blev teoretisk beregnet baseret på Mueller-matrixanalysen."

"Fabrikationsprocessen og den teoretiske analyse foreslået heri understreger gennemførligheden af ​​lyskilden med multipolarisering, inklusive ortogonale CP-tilstande, derved baner vejen mod nye applikationer i biosensorer såvel som optiske enheder såsom OLED'er, ", forudser forskerne.