바카라 규칙농 EL 장치 내부의 충전 실시간 측정

바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")Nanomaterials Research Division[연구 부서 책임자 사사키 테시] Miyamae Takayuki, Nano 인터페이스 측정 그룹,기능 화학 연구 부서[Research Division Director Kitamoto Dai] 광학 재료 화학 그룹의 최고 연구원 인 Takada Tokuyuki는 차세대 화학 재료 평가 기술 연구 협회 [Tomizawa Ryuichi 회장 인 Tomizawa Ryuichi의 회장] (이하 "Cereba")과 내부적 인 기간을 기각 할 때 새로운 방법을 사용하는 새로운 방법을 허용하는 새로운 방법을 허용하는 새로운 방법을 허용하는 새로운 방법을 허용 할 것입니다 분자 수준오페라 측정기술이 개발되었습니다

표준 다층 바카라 규칙 EL 장치에는 광 방출 층 전후 전자와 구멍을 운반하기위한 바카라 규칙 층이 있습니다 기능과 에너지 절약을 향상시키기 위해서는 광 방출 층에 효율적으로 도달해야하며 바카라 규칙농 층 내부 및 인터페이스 내에서 전하의 생성 및 전달 거동을 조사해야합니다 그러나, 이전 측정 방법에서는 여러 바카라 규칙 층의 정보를 겹치는 데이터에서 개별 바카라 규칙 층 및 전하 상태를 추출하기가 어려웠습니다

이번에 개발 된 측정 방법은 최첨단 비선형 레이저 분광법입니다합계 주파수 생성 분광학 (SFG 분광법)를 사용하여, 바카라 규칙 양이온 종 (양전하)의 계면에서 생성, 수송 및 전하 재조합 거동과 바카라 규칙 전압이 생성 될 때 생성 된 바카라 규칙 음이온 종 (음전 전하)이 바카라 규칙 EL 장치에 적용될 때 생성 된 바카라 규칙 음이온 종 (음전 전하)을 생성 할 때 생성 된 바카라 규칙 음이온 종 (음전 전하)은 수십 개의 나노 세포에 적용될 수 있으며, 이는 수십 개의 나노 분자 및 충전 상태를 평가할 수있다 이 측정 방법은 차세대 텔레비전 및 스마트 폰에 사용되는 바카라 규칙농 EL 장치의 운영 메커니즘을 밝히고, 수명을 늘리고 에너지 소비 및 비용을 줄이고,이 장치가 실제 장치가 분자 수준 정보에서 실제 장치에 통합 될 때 실제 전하 운송 특성을 직접 밝히는 새로운 재료를 개발할 것으로 예상됩니다

응용 물리학 협회에 대한이 기술의 세부 사항을 참조하십시오Applied Physics Express"에 출판 될 예정이며 11 월 15 일부터 18 일까지 Tohoku University (Miyagi Prefcture, Miyagi Prefture)에서 열릴 11 차 분자 과학 토론 2017에서도 발표 될 예정입니다

이번에 개발 된 시간 분해 측정 장치의 개요 다이어그램

최근 몇 년 동안 바카라 규칙농 EL 장치는 플랫 스크린 TV 및 스마트 폰에 사용되었습니다 (바카라 규칙 빛 방출 다이오드)를 활용하려는 운동은 점점 더 인기가 높아지고 사람들은 바카라 규칙농 EL TV 및 기타 TV를보고 있습니다 이 제품에 사용되는 바카라 규칙 EL 장치에는 다층 바카라 규칙 EL 장치가 포함되어 있으며, 다른 색상을 방출하는 다중 바카라 규칙 박막 (바카라 규칙농 층)이 바카라 규칙농 층에 쌓이는 다중 바카라 규칙형 층이 포함됩니다 또한, 실용적인 바카라 규칙 EL 장치는 단단히 밀봉되어 산소와 물의 영향을 제거하는 효과를 제거합니다

다층 바카라 규칙농 EL의 효율성, 에너지 절약 및 장기 수명을 향상시키기 위해서는 밀봉 공정을 제거하지 않고 바카라 규칙농 층에서 전하의 생성 및 전송 프로세스를 평가하고 측정 할 수있는 기술이 필요합니다 그러나, 다중 바카라 규칙층의 영향은 다층 적층 바카라 규칙 바카라 규칙 EL 장치에서 겹치기 때문에, 개별 바카라 규칙 층, 특히 다른 바카라 규칙 층의 전하와 분리 된 전하 상태를 측정하고 분석하기가 매우 어려웠다

AIST는 고체 내부에 묻힌 인터페이스에서 분자 정보를 선택적으로 측정하고 평가하는 방법으로 SFG 분광법을 사용하여 바카라 규칙 인터페이스를 평가하고 분석하기위한 기술을 연구하고 개발해 왔습니다 바카라 규칙 전자 재료 및 실제 장치의 평가 에이 기술을 적용하려면 특정 바카라 규칙물에 대한 정보의 자세한 측정이 필요합니다이중 공명 SFG분광법 및전극 유도 SFG우리는 실제 장치의 평가에 분광법을 적용하기 위해 노력하고 있습니다 또한,이 두 가지를 결합함으로써, 우리는 가벼운 바카라 규칙 바카라 규칙 EL 장치 (AIST Press 발표 2012 년 8 월 15 일)

Cereba는 차세대 화학 물질에 대한 평가 및 분석 기술의 개발 및 공유를 통해 빠른 상업화에 기여하는 평가 연구 및 개발 허브로 설립되었으며, 바카라 규칙농 EL 물질 및 바카라 규칙농 박막 태양 세포 재료와 같은 바카라 규칙농 전자 재료를위한 설계 및 제조 기술을 개발하고 기술을 기반으로 한 평가 및 분석을 개발하는 것입니다

이번에는 두 팀이 각 기술을 결합하여 작동 중에 바카라 규칙체 EL 장치의 분자 종의 시간 변화를 측정하고 장치 내부의 충전을 측정하는 기술을 개발했습니다

이 연구 개발은 과학 연구를위한 과학 보조금 홍보, "기본 연구 B"및 국가 연구 및 개발 기관, "차세대 자료 평가 기반 기술 개발"을위한 일본 협회의 지원을 받았습니다

SFG 분광법은 레이저 라이트를 사용하는 분광학의 한 유형이며 표면 또는 내부 고형물의 인터페이스에서 분자를 만드는 데 사용됩니다진동 스펙트럼| 기질이 빛을 통과하면 내부 분자의 거동을 기판을 통해 검사 할 수 있습니다 이번에 개발 된 기술은 이전에 AIST가 개발 한 "전기장으로 인한 이중 공명 SFG 분광법"을 기반으로하며, 충전으로 인해 때때로 변화하는 분자의 거동을 포착하면서 SFG로 측정 된 "시간"을 변화시킬 수있는 새로운 평가 분석 기술입니다 이를 통해 바카라 규칙농 장치에서 요금의 행동을 비파괴 적으로 검사 할 수 있습니다 구체적으로, SFG 분광법은 SFG 분광기에 사용되는 레이저와 동기화 된 펄스 전압을 바카라 규칙 EL 장치에 적용함으로써 수행되며, SFG 분광법은 천천히 측정하면서 레이저 조사 및 펄스 전압을 적용하는 타이밍을 이동시킨다시간 해결사용되었습니다 장치를 구성하는 바카라 규칙 필름의 두께는 수십 수의 나노 미터 이므로이 극도로 얇은 층 내에서 움직이는 전하 상태를 검사하기 위해 높은 정밀도 및 높은 시간 해상도가 필요합니다 이번에 개발 된 기술을 통해 수십 개의 나노초의 정확도로 분자 변화를 추적 할 수 있으므로 적층 바카라 규칙 EL 장치를 사용하여 처음으로 분자 수준에서 장치 내부의 전하 생성에 대한 정보를 캡처 할 수 있습니다

그림 1 다층 바카라 규칙농 EL 장치 (왼쪽) 및 펄스 전압, 바카라 규칙 EL 장치의 광 방출 및 SFG 신호 강도의 시간적 변화 (오른쪽)의 구조

전형적인Rinhikari물질을 사용하여 다중 계층 바카라 규칙 EL 장치에서 생성 된 SFG의 신호 강도 (그림 1의 왼쪽)는 적용된 펄스 전압에 따라 변화합니다 (그림 1의 오른쪽) 또한, 바카라 규칙 EL 장치는 적용된 전압의 시작 부분에서 아직 빛을 방출하지 않았지만, 장치에 주입 된 전하가 아직 중심 광 방출 층에 도달하지 않았으며 전하 생성 층 및 전송 층의 인터페이스에서 전하 생성 및 이동 중간에 있기 때문이다 이번에 개발 된 방법을 사용하면 높은 시간 해상도가 전하가 조명 방출 층에 도달하기 전에이 작은 기간 동안 장치 내부에서 발생하는 변경 사항을 측정 할 수 있습니다

또한, 펄스 전압이 다층 층화 바카라 규칙 EL 장치에 적용될 때의 초기 시간에 SFG 스펙트럼의 변화와 장치에 적용되는 펄스 전압의 변화와 초기 시간에 장치로부터의 광 방출 강도의 변화

그림 2 : 초기 전압 적용 (오른쪽)에서 SFG 스펙트럼의 시간 응답 및 요소에 적용되는 펄스 전압의 시간 변동과 요소 (왼쪽)에서 광 방출 강도의 확대 된 시점

펄스 전압 (10V, 15 마이크로 초의 펄스 폭을 갖는 직사각형 펄스)이 요소에 적용될 때, 충전은 먼저 두 전극에 도달하지만 아직 바카라 규칙형 층 (최대 01 마이크로 초, 녹색 라인 스펙트럼)에 있지 않은 상태에있다 이 장치의 전자 수송 층은 다음과 같습니다ALQ₃사용되지만 ALQ₃바카라 규칙층 내부에서 자발적 분극 (전기장 바이어스)을 형성하는 것으로 알려져 있습니다 음전하가 음극 (Al 전극 쪽)에 적용되면, 먼저이 ALQ₃층의 편광 전하가 취소되어 SFG 강도가 약해집니다

이후 (최대 02 마이크로 초) SFG 스펙트럼에 두 개의 독특한 새로운 피크가 나타납니다 이 중 1567 cm^-1(그림 2의 왼쪽에있는 파란색 화살표) 홀 전송 층에 사용됩니다α-NPD분자가 양의 전하 "양이온"및 1497 cm^-1| 피크 (그림 2의 왼쪽의 빨간색 화살표)는 ALQ₃음전하가있는 "음이온"이 생성되었음을 나타냅니다 즉, 구멍과 전자는 전하 전송 층으로 들어갑니다

또한, 전압을 적용한 후 약 1 마이크로 초 장치에서 광 방출이 시작됩니다 이는 전하가 빛 방출 층으로 이동했으며 전하가 빛 방출 층 내부에서 재조합되어 빛이 빛을 방출하기 시작 함을 나타냅니다

이번에 개발 된 방법을 사용하여 새로운 재료를 사용하여 바카라 규칙 EL 장치를 측정하고 장치 작동 중 바카라 규칙 EL 장치 내부의 분자 수준 정보를 지속적으로 조사함으로써 바카라 규칙 EL 장치의 구동 메커니즘, 수명을 연장하는 데 필수적인 전하 운송 메커니즘, 수송 특성을 개선하는 데 필요한 요인, 상자 수준에서 구동 수준의 메커니즘을 밝히는 것을 목표로합니다

또한 바카라 규칙 태양 전지 및 바카라 규칙 트랜지스터와 같은 다양한 바카라 규칙 전자 장치의 평가 및 분석에 적용하는 것을 목표로합니다

◆ 오페라 측정

"Operand"라는 단어는 라틴어에서 "작동"또는 "작동"을 의미합니다 피연산자 측정은 실제 작동 조건 및 사용 조건에서 측정 객체가 언제라도 계속 변하는 현상을 관찰하여 기능과의 상관 관계를 발견합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 합계 주파수 생성 분광법 (SFG 분광법)

Sum-Frequency Generation Spectroscopy는 비선형 분광법으로 알려진 레이저 분광법 중 하나입니다 액체 및 중합체 필름의 계면 구조 및 생물학적 막 인터페이스의 구조 분석을 포함하여 광범위한 분광법이 사용된다 이 방법은 고정 된 파장을 갖는 가시 광으로 사용되는 주파수 A가있는 레이저 조명을 포함하고, 주파수 B가 가변 파장을 갖는 적외선으로 사용되는 주파수 B를 갖는 레이저 라이트를 포함하고, 이들 두 레이저 조명을 샘플에 동시에 조사하여 나오는 합의 주파수 (a+b)로 빛을 감지합니다 이 합계 주파수를 가진 빛은 대부분의 물질 내부에서 발생하지 않지만 표면과 인터페이스에서만 나오므로 표면과 물질의 계면에서 분자의 거동 만 벌크 (내부 물질)의 영향에 대해 걱정하지 않고 선택적으로 검사 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 이중 공명 SFG

SFG 분광법은 샘플에 동시에 두 개의 다른 파장을 조사하는 것을 포함하지만, 하나의 조정 가능한 적외선 레이저 광의 파장이 바카라 규칙물의 분자 진동 주파수,이 주파수 증가와의 신호 강도 (SFG)와 일치 할 때 이러한 신호 강도의 증가를 진동 공명이라고하며 SFG 분광법의 스펙트럼에서 피크를 형성합니다 한편, 다른 입사광, 가시적 인 레이저 조명은 광원 역할을하는 레이저에서 추출 된 파장으로 제한되며 종종 800 나노 미터 (빨간색) 또는 532 나노 미터 (녹색)로 제한됩니다 대부분의 바카라 규칙 물질에서, 이들 파장의 빛은 투명하기 때문에, 즉, 빛을 흡수하지 않기 때문에, 그것은 가시 광의 파장의 차이에 의해 거의 영향을받지 않습니다 그러나, 바카라 규칙물에 의해 흡수되는 빛의 파장과 나오는 SFG 빛의 파장이 가까이있을 때, SFG의 신호 강도는 극적으로 증가한다 이 현상은 SFG 광의 파장이 바카라 규칙물이 특정 파장의 빛을 흡수하고 고 에너지 상태 (전자 전이라고 함)로 이동하는 파장과 일치 할 때 발생하며, 진동과 전자가 공명한다는 의미에서 이중 공명 효과라고합니다 이중 공명 동안 SFG의 정상적인 광학 전이 공정과 광학 전이 공정의 차이는 아래 그림에 나와 있습니다 오른쪽 다이어그램의 중앙에 표시된 상태는 이중 공명입니다[참조로 돌아 가기]

(왼쪽) 정상 SFG 분광법의 광학 공정과 (오른쪽) 가시 광선이 조정할 때 광학 프로세스의 차이

◆ 전극 유도 SFG

SFG 분광법에서 전기장이 대상 샘플에 적용될 때, SFG의 신호 강도는 적용된 전기장에 따라 변화를 생성했습니다 SFG의 신호 강도는 전압 적용에 의해 생성 된 전기장 강도의 제곱에 따라 변화하므로 샘플에서 강력한 내부 전기장이 발생하면 SFG 신호 강도가 크게 변하는 것으로 관찰됩니다[참조로 돌아 가기]

◆진동 스펙트럼

적외선 흡수 스펙트럼은 분자가 흡수하는 적외선 파장을 보여주는 그래프를 보여줍니다 분자로부터의 적외선의 흡수는 분자의 진동 (스트레칭, 수축, 비틀림 및 굽힘과 같은 반복 운동)에 해당하므로 진동 스펙트럼이라고합니다 다른 진동 스펙트럼에는 라만 산란 스펙트럼이 포함됩니다 분자 진동의 주파수와 유형은 분자에 고유하며 분자 및 주변 환경에 따라 급격히 변화하여 상세한 분자 정보를 얻을 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 시간 해결

분광법을 사용하여 때때로 변화하는 물질 상태를 조사하는 방법 광선 및 프로브 방법을 사용하여 시간 분해 된 측정에서, 펌프 및 프로브 방법은 물질의 상태를 변화시키는 펌프 라이트라는 빛으로 조사 된 다음 다른 빛 (프로브 라이트)은 짧은 수명을 가진 상태 및 일시적인 분자 종의 변화를 검사하며, 레이저 및 동기 방사선과 같은 펄스 가벼운 원천은 가벼운 공급원으로 사용됩니다 프로브 광선의 발생시 타이밍을 조금씩 이동시키는 동안 측정을 수행함으로써, 재료 상태의 전이 변화를 추적 할 수 있으며, 이는 정상적인 측정으로 볼 수 없습니다 이 연구에서, 시간 완료 측정은 펌프 라이트로 사용되는 펄스 빛 대신 고속 펄스 전압을 사용하여 수행됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 인

인은 물질이 빛을 방출하는 현상 중 하나입니다 인 물질은 형광 물질보다 알려진 거의 없습니다 또한 오랫동안 빛을 방출하므로 빛나는 인광 페인트라고도합니다 바카라 규칙 EL 장치의 발광 재료로서 실온에서 인광 광 방출을 추출 할 수있는 이리듐 또는 백금을 사용한 복합체가 종종 사용됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ ALQ₃

ALQ₃(알루미늄 퀴놀린 복합체)는 적층 바카라 규칙 EL 장치에서 전자 수송 및 발광 재료로 널리 사용 된 대표적인 바카라 규칙 화합물입니다[참조로 돌아 가기]

◆ α-NPD

α-NPD (Diphenylnaphthyldiamine)는 바카라 규칙 EL 장치의 구멍 수송 재료로 널리 알려진 바카라 규칙 화합물입니다[참조로 돌아 가기]