Моделирование, разработанное Калифорнийским университетом в Дэвисе и Институтом полимерных исследований Макса Планка, может ускорить проектирование органических полупроводников

Репортаж от Wedoany，Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе (University of California, Davis) и Института полимерных исследований Макса Планка (Max Planck Institute for Polymer Research) в Германии разработали новую вычислительную модель, которая может помочь инженерам-химикам быстро выявлять и оптимизировать органические полупроводниковые материалы, применимые в органических светоизлучающих диодах (OLED) и гибкой электронике.

Перенос заряда в органических полупроводниках зависит от молекулярной структуры и электронного поведения; традиционные методы моделирования обычно присваивают одинаковые электронные свойства целому классу атомов. Новая модель изучает локальное окружение каждого отдельного атома и моделирует изменения поляризации молекулы при взаимодействии атома с окружающей средой; по сообщениям исследовательской группы, её точность выше, чем у традиционных методов.

Модель также способна моделировать нейтральные, заряженные и возбуждённые состояния молекул, что позволяет исследователям изучать условия, связанные с работой электронных устройств. В сочетании с машинным обучением эта структура может прогнозировать свойства новых молекул до их синтеза, что потенциально сокращает количество материалов, требующих экспериментального производства и тестирования.

Эта структура была разработана Толиком Майтрой (Toulik Maitra), аспирантом по химической инженерии в Калифорнийском университете в Дэвисе, во время его шестимесячной стажировки в Институте полимерных исследований Макса Планка. В настоящее время он применяет соответствующие методы моделирования к исследованиям органических полупроводниковых материалов для OLED, включая эмиттеры с термически активированной задержанной флуоресценцией (TADF) и молекулы с высокой подвижностью.

Эта работа может помочь исследователям найти органические альтернативы материалам для OLED, которые зависят от редких металлов, таких как иридий и платина. Материалы TADF способны достигать сопоставимых характеристик с использованием органических молекул.

Ранняя версия исследования была опубликована на платформе arXiv, и международная команда готовит её к рецензированию. Следующие шаги включают продолжение применения методов моделирования к исследованиям органических полупроводников и их расширение на такие области, как характеристики устройств и вибрационный анализ.