【產(chǎn)通社，1月19日訊】普林斯頓大學(xué)和北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種技術(shù)，顯著提升了將低能光轉(zhuǎn)換為高能光的能力。團(tuán)隊(duì)表示，該方法在照明和顯示器領(lǐng)域具有立即的應(yīng)用價(jià)值。

這項(xiàng)工作基于一種稱(chēng)為三重聚變上轉(zhuǎn)換的技術(shù)，利用分子組合收集低能光，如綠光，并將其轉(zhuǎn)化為高能光，如藍(lán)光或紫外光。分子從入射光中吸收能量，并通過(guò)將電子移至更高軌道態(tài)暫時(shí)儲(chǔ)存能量。激發(fā)的分子碰撞，釋放儲(chǔ)存的能量，形成更高能的光。

上轉(zhuǎn)換在液體中效果良好，因?yàn)榉肿映掷m(xù)運(yùn)動(dòng)，使能夠相互作用并增強(qiáng)光的能量。但在固體中，激發(fā)物就沒(méi)那么容易移動(dòng)。現(xiàn)有的固體系統(tǒng)通常通過(guò)極強(qiáng)的光產(chǎn)生大量激發(fā)態(tài)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。但這些舊技術(shù)需要高功率輸入，限制了上轉(zhuǎn)換的適用性。

由普林斯頓大學(xué)教授巴里·蘭德領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)提出了利用等離激元技術(shù)來(lái)增強(qiáng)薄金屬薄膜的上變率。等離子體是電子在金屬表面與電磁波（如可見(jiàn)光）之間的相互作用。有些材料的電子不與特定原子結(jié)合;相反，它們以自由電子的形式存在于金屬中。當(dāng)光線照射到這些自由電子時(shí)，會(huì)引發(fā)振蕩，使光的能量與電子的運(yùn)動(dòng)融合。這些振蕩稱(chēng)為等離激元，能夠集中光線并增強(qiáng)電磁場(chǎng)。

研究人員利用銀薄膜通過(guò)將薄膜暴露在低能光下生成表面等離激元。當(dāng)?shù)入x激元在銀薄膜上傳播時(shí)，上轉(zhuǎn)換分子對(duì)光的吸收比之前的設(shè)置增加了約10×。研究人員表示，吸收的增加使系統(tǒng)能夠提高吸收光線的分子濃度，大幅降低觸發(fā)上轉(zhuǎn)換所需的光強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該技術(shù)相比非等離激元系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)反應(yīng)所需的功率降低了19×。

為了展示該技術(shù)的實(shí)用性，研究人員制造了一臺(tái)OLED來(lái)測(cè)試該方法并驗(yàn)證其可行性。團(tuán)隊(duì)利用等離激元薄膜產(chǎn)生藍(lán)光，并將其與現(xiàn)有OLED的綠光和紅光結(jié)合，產(chǎn)生白光。藍(lán)色OLED作起來(lái)很有挑戰(zhàn)性，因?yàn)楫a(chǎn)生藍(lán)光需要高能量，且可能導(dǎo)致不穩(wěn)定。通過(guò)他們的演示，研究人員證明薄膜技術(shù)可以作為藍(lán)光源，無(wú)需高能量輸入或特殊材料。

研究人員表示，未來(lái)工作可能包括通過(guò)開(kāi)發(fā)性能更高的薄膜和光學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)改進(jìn)白色OLED技術(shù)。
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