科技日報記者 劉霞
來自英國劍橋大學和荷蘭埃因霍芬理工大學等機構的科學家，研制出一種新型手性有機半導體。這種半導體能讓電子以螺旋方式移動，極大提高有機發光二極管的性能，為電視、智能手機等帶來更好的顯示屏。此外，還有望推動自旋電子學和量子計算等下一代計算技術的發展。相關論文發表于13日出版的《科學》雜志。
這種新型半導體能夠發射圓偏振光，這意味著光攜帶有關電子手性的信息。在自然界中，許多分子都擁有手性特征，即表現出類似左手和右手這樣宛如彼此鏡像的結構。手性在DNA形成等生物過程中扮演重要角色，但在電子學領域卻很難駕馭和掌控。因為大多數無機半導體，如硅，其內部結構具有對稱性。
研究團隊從大自然中汲取靈感，巧妙運用分子設計策略，讓半導體分子有序地堆疊成右旋或左旋螺旋結構，從而制造出這種手性半導體。精心設計分子的結構，首次實現了結構的手性與電子運動的完美結合。
該半導體基于三氮雜釕（TAT）材料，這種材料能自組裝成螺旋堆疊形式，從而使電子能沿其結構螺旋行進。團隊將其整合到圓偏振有機發光二極管（OLED）內，這些設備顯示出破紀錄的效率、亮度及偏振水平，性能遠超同類產品。
手性半導體有望在顯示技術領域大顯身手。當前顯示器屏幕由于過濾光線的方式，存在大量能源浪費，而這種手性半導體則能有效減少光損失，讓屏幕更加明亮且節能。除應用于顯示器外，還將對量子計算和自旋電子學產生影響。自旋電子學致力于探索利用電子自旋或固有角動量來存儲和處理信息，這一領域有望帶來更快、更安全的計算系統。
總編輯圈點：
新型手性有機半導體，這串文字聽起來是不是讓你感到陌生？實際上，它與我們平時愛不釋手的電子設備息息相關。與傳統半導體不同，最新開發的新型手性半導體能夠發射圓偏振光，可以使屏幕變得既明亮又節能。這簡直精準戳中電子設備的痛點。畢竟，我們在選購和使用電子設備時，屏幕性能和耗電情況是備受關注的指標。目前，新型手性有機半導體仍處于研究階段，期待它們未來能真正助力我們手中的電子設備“蛻變”升級。
