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據外媒報道，由來自日本理化學研究所（RIKEN）表面與界面科學實驗室科學家Kensuke Kimura帶領的一個國際研究小組，日前正在開發一種能夠降低OLED顯示器能耗的技術。

該研究小組最近一篇名為《單分子中選擇性三重態激子的成形》的文章發表在《Nature》雜志上。關于該技術，以下有關背景需要了解一下。

穿過OLED材料的電流導致了激子的形成，而激子則是成對的電子和空穴。更準確地來講，注入到OLED材料中的電流以1比3的比例形成自旋 - 單重態激子（具有相反的自旋）和自旋 - 三重態激子（具有相同方向的自旋）。單重態是更高能量狀態，可以轉換為三重態。當單重態或三重態轉換為較低能量狀態時，就會產生光。

當前一代OLED材料中的磷光（現象）通常是基于三重態的衰變。基于這一事實，使用能量來制造更高能量的單重態效率并不高。僅產生三重態并且通過三重態衰變而發光的材料/工藝應具有較低的OLED工作電壓，因此能夠提高整體OLED顯示器的能量效率。然而，到現在為止，還沒有開發出加強三重態直接形成的有效方法。因此，該研究團隊展開的研究旨在解決這一問題。

該團隊最近的研究，旨在了解激子產生背后的基本物理原理。為此，該團隊制備了一種基于有機半導體的模型系統，稱為3,4,9,10- 苝四羧酸二酐（PTCDA）。該半導體吸附在由三個單層NaCl組成的超薄絕緣膜上，而該單層NaCl則是由Ag（111）構成的金屬膜支撐。在這里需要指出的是，（111）指的是銀的晶體結構。他們通過一種特定的方法給與分子負電荷。在下一步驟中，來自掃描隧道顯微鏡（STM）的電流可誘導該分子發光。由該過程產生的激子類型由分析發射光譜的光學檢測系統確定。

當施加高電壓時，磷光和熒光信號均出現了。但是，當施加低電壓時，卻只出現了磷光（現象）。這些結果表明三重態激子的選擇性形成過程，不會產生單重態激子。理論計算證實了該實驗結果并驗證了其機理。

下圖（a）部分說明了測量的配置；（b）部分則是被吸附在生長在Ag（111）上的NaCl上的PTCDA的掃描隧道顯微鏡圖像；（c）部分則是由該材料產生的發光光譜。

在描述他們的試驗結果時，該團隊表示：“我們相信，我們之所以能夠做到這一點，主要是由于先前未知的機制，其中電子可根據其自旋狀態被選擇性地從帶電分子中移除。隨后，我們又證實了一種操縱激子的新方法，該方法對于OLED內的電子傳輸至關重要。可以通過操縱分子內部的電子自旋，從而控制伴隨OLED中激子形成而產生的電子傳輸過程。”

在他們的研究論文中，他們表示，預計“設計一種考慮到交換互動的設備可以實現具有較低工作電壓的OLED”。