摘要：研究人员在有机半导体领域提出了数十年历史的挑战，为电子产品的未来开辟了新的可能性。研究人员创建了一个有机半导体，该半导体迫使电子以螺旋模式移动，从而可以提高电视和智能手机屏幕中OLED显示器的效率，或者Power Next Generation Computing技术（例如Spintronics和Quantum Computing）。...

研究人员在有机半导体领域提出了数十年历史的挑战，为电子产品的未来开辟了新的可能性。

由剑桥大学和Eindhoven技术大学领导的研究人员创建了一个有机的半导体，迫使电子以螺旋模式移动，这可以提高电视和智能手机屏幕中OLED显示器的效率，或者Power Nexteneration Computing Computing Technologies，例如ASPENTRONICS和WAMTRONIMS COMPUTIC。

他们开发的半导体发出了圆形的偏振光 - 这意味着光带有有关电子的“手工”的信息。大多数无机半导体（如硅）的内部结构是对称的，这意味着电子在没有任何首选方向的情况下通过它们移动。

然而，在自然界中，分子通常具有手性（左手或右手）结构：就像人的手一样，手性分子是彼此的镜像。手性在诸如DNA形成之类的生物学过程中起着重要作用，但这是在电子设备中利用和控制的困难现象。

但是，通过使用受自然启发的分子设计技巧，研究人员能够通过将半导体分子堆放来形成有序的右手或左手螺旋柱来创建手性半导体。他们的结果在期刊上报告科学。

手性半导体的一种有希望的应用是显示技术。电流显示器通常由于筛选光线的方式而浪费大量能量。由研究人员开发的手性半导体自然会以一种可以减少这些损失的方式发光，从而使屏幕更明亮，更节能。

“当我开始使用有机半导体时，许多人怀疑他们的潜力，但现在他们主导了展示技术，”剑桥卡文迪许实验室的理查德·朋友爵士（Richard Friend）教授说，他共同领导了这项研究。 “与刚性无机半导体不同，分子材料具有令人难以置信的灵活性 - 使我们能够设计全新的结构，例如手性LED。就像使用带有各种形状的乐高积木，而不是您可以想象的各种形状，而不仅仅是矩形砖。”

该半导体基于一种称为三转氮（TAT）的材料，该材料将自组装成螺旋堆，使电子沿其结构螺旋，就像螺钉的螺纹一样。

Eindhoven Technology大学的联合首先的作者Marco Preuss说：“当蓝色或紫外线兴奋时，自组装的tat发出了明亮的绿光，并具有强烈的圆形极化 - 直到现在，这种效果在半导体中很难实现。” “ TAT的结构使电子在影响光的发射方式的同时有效地移动。”

通过修改OLED制造技术，研究人员成功地将TAT纳入了工作的圆形极化OLED（CP-OLEDS）。这些设备显示出创纪录的效率，亮度和两极分化水平，使它们成为其中最好的。

剑桥的Cavendish的Cavendish实验室的联合作者Rituparno Chowdhury说：“我们从本质上重新设计了制作智能手机中的OLED的标准，从而使我们能够将手性结构捕获在稳定的，非结晶矩阵中。” “这提供了一种实用的方法来创建循环两极化的LED，这长期以来一直避开了领域。”

这项工作是Friend研究小组与Eindhoven技术大学的Bert Meijer教授之间长达数十年合作的一部分。 Meijer说：“这是制作手性半导体的真正突破。” “通过仔细设计分子结构，我们将结构的手性与电子的运动结合在一起，并且以前从未在此级别上完成。”

手性半导体代表了有机半导体世界迈出的一步，现在支持一个价值超过600亿美元的行业。除了显示外，这种开发还对量子计算和旋转基质学也有影响，这是一个利用电子的旋转或固有的角动量来存储和处理信息的研究领域，有可能导致更快，更安全的计算系统。

这项研究得到了欧盟的玛丽·居里培训网络和欧洲研究委员会的部分支持。理查德·朋友（Richard Friend）是剑桥圣约翰学院（St John's College）的一位家伙。 Rituparno Chowdhury是剑桥Fitzwilliam学院的成员。