磁性掺杂技术：让OLED效率提高30%

    Oak Ridge国家实验室(ORNL)声称，通过向OLED中掺杂磁纳米粒子，可使OLED的效率提高30%。作为回报，把磁性材料引入OLED之中，将使亮度得到控制，而不必附加电接触。 
    “我们所做的就是通过把非常低浓度的磁性纳米粒子掺杂到有机聚合体之中，从而增强OLED的发光效率，”ORNL高级研究员Jian Shen说，“掺杂让我们能够用磁场控制OLED的密度，然而，传统的OLED密度是由电场调节的，那就需要电接触。” 
    通过把磁性纳米粒子混合到聚合体阵列之中(浓度小于千分之一)，Shen的团队发现，他们能把OLED的效率提高27%。通过把外部磁场作用于已掺杂的OLED上，可以把效率再提高5%，因此，与传统的OLED相比，效率总共提高了32%。 
    当高能注入电子和空穴重组时，固体LED中就会出现光发射，降低它们的能级并引起单个光子被发射出来以实现补偿。具有100%效率的LED会重组每一个注入电子和空穴。在实际器件中，永远达不到100%的效率，但是，把它们限制在小的区域，设计工程师就能够尽可能地实现最大的效率，Shen说。 
    当把电子和空穴配成一对时，但在它们重组之前，它们被称为激发子。激发子的每一个部分的磁自旋是随机的，导致它们在重组中的效率是可变的。为了提高重组的效率，Shen的小组把用钴和铁(CoFe)制成的磁性纳米粒子与有机OLED的聚合体掺杂在一起。由于存在磁性纳米粒子，较大量具有反向自旋的激发子堆积起来，称为零自旋激发子。反极性的电荷载体更可能发生重组，因此，造成磁性掺杂OLED的效率更高，Shen说。 
    “通过在总的激发子当中提高所谓的零自旋激发子的比例，CoFe磁性纳米粒子的存在提高了电发光的效率及其荧光性，”Shen介绍道。 
    下一步，Shen的小组将以不同的掺杂水平以及与聚合体混合磁性纳米粒子的各种方法进行实验，以实现超一致的浓度，希望进一步提高效率。