Esnek Kuantum Noktacık Tabanlı Platformlarda Üretilen Yenilikçi Organik Işık Saçan Diyotlar

Abstract

Işık saçan organik diyotlarda renk saflığı ve dalga boyunun ayarlanabilmesini sağlamak için kuantum noktacıkları kullanmak büyük önem arz etmektedir. Yarı iletken koloidal kuantum noktacıklar biyo-teknolojiden opto-elektroniğe uzanan geniş bir yelpazede ışık hasadı uygulamaları için oldukça önemli malzemelerdir. Birkaç nanometreden onlarca nanometreye uzanan fiziksel boyutları, kuantum noktacıkların kuantum mekaniksel özelliklerini ön plana çıkarır. Boyutlarının değiştirilmesiyle optik ışıma ve soğurma tayflarının değişimi, dar ışıma tayfları, yüksek kuantum verimlilikleri ve uzun süreli ışıma kararlılıkları kuantum noktacıkları diğer ışık saçan organik boya ve floroforlardan üstün hale getirmektedir. Bu proje kapsamında yüksek verimli, Cd içermeyen, InP-tabanlı InP/ZnS kuantum noktacık yarıiletken malzemeleri sentezlendi. Geliştirdiğimiz sentez reçetesi sayesinde kuantum verimlilik değerlerini yeşil ışık yayan kuantum noktacıklarda %90’lara yükseltmeyi ve renk saflığının göstergesi olan FWHM değerini ise 44 nm’ye kadar düşürmeyi başardık. Sentezlenen kuantum noktacıklar polimer içerisine gömülerek polimerik filmler hazırlandı ve bu polimerik filmler içerisindeki donor ve acceptor kuantum noktacıklar arasındaki enerji transferi araştırıldı. Ayrıca Cd içermeyen bu yarıiletken nanokristaller mavi LED üzerinde renk dönüşüm ajanları olarak kullanılarak beyaz ışığın tüm parametreleri araştırıldı ve kullanılan yöntem ile teorik hesaplamalar sayesinde kaliteli beyaz ışık üretimi gerçekleştirildi. Yüksek miktardaki renk saflığından dolayı Cd-tabanlı CdSe/ZnS kuantum noktacıkları da beyaz ışık üretiminde kullanılmak üzere sentezlendi. %98 kuantum verimliliğine ve 27 nm FWHM değerine ulaşıldı. Gerek CdSe temelli, gerekse InP temelli malzemeler için gerçekleştirilen bu çalışmalarda bu malzemeler için dünyadaki en yüksek kalite değerlerine ulaşılmıştır. Sentezlenen numuneler ile kendi başına durabilen esnek polimerik filmler üretildi ve yüksek saflıkta ışık yayan kuantum noktacıklar içeren polimerik filmler sayesinde yüksek kalitede beyaz ışık elde edildi. Son olarak, üniversitemize OLED üretim sistemi alt yapısının kurulmasını takiben farklı mimarilere sahip OLED cihazları üretildi. Ayrıca son yıllarda kuantum noktacık içeren OLED cihazlarındaki gelişmeler ışığında laboratuvar ortamında sentezlediğimiz kuantum noktacıkları OLED mimarisi içerisinde verimli bir şekilde kullanmayı ve esnek özellikteki OLED cihazını aktif bir şekilde çalıştırmayı başardık. Üretilen cihazların karakterizasyonu sonucunda kuantum noktacık içeren OLED cihazının daha verimli ve kararlı olduğu anlaşıldı. Bu doğrultuda üniversitemiz laboratuvarında üretilen en verimli OLED cihazının üzerine projede açıklandığı şekliyle kendi başına durabilen esnek filmler konularak kaliteli beyaz ışık elde edildi. Dünyada ilk kez bu yaklaşımla üretilen yüksek kalitedeki beyaz ışığın ve sunulan bu yaklaşımın yeni teknolojilerle birlikte aktif bir şekilde kullanılacağını düşünmekteyiz.