Исследователи раскрыли загадку, долгое время связанную с одним из широко изучаемых органических полупроводников. Выяснилось, что незначительные дефекты в структуре материала способны неожиданно улучшить его характеристики при взаимодействии со светом. Объектом изучения стал 9,10-бис-антрацен — модельное вещество для понимания перемещения энергии в светоизлучающих системах. Результаты показали, что необычное поведение при поглощении света возникает из-за взаимодействия экситонов (переносящих энергию) с состояниями переноса заряда. Двойные сигналы оказались следствием двух параллельных физических процессов.
Анализ излучения показал, что низкоэнергетический сигнал исходит не из однородной кристаллической решётки, а из крошечных структурных дефектов. Молекулы выстраиваются в Х-образные пары, формируя локальные зоны, где энергия ведёт себя иначе. Вместо того чтобы быть изъянами, эти участки становятся энергетическими ловушками. Как поясняют ученые, дефекты прокладывают новые пути для движения энергии, превращая кажущиеся минусы в желательные особенности. Дальнейший анализ показал, что зоны дефектов усиливают процесс аннигиляции триплет-триплет, позволяя материалу преобразовывать свет с более низкой энергией в более высокоэнергетическое излучение.
Одновременно они подавляют конкурирующие пути, снижающие эффективность. Эта работа демонстрирует, как дефекты способны реально повысить характеристики, давая инженерам новую цель для проектирования. Понимая совместное влияние молекулярной структуры, неупорядоченности и электронных взаимодействий, можно будет создавать материалы, где подобные эффекты используют намеренно для управления энергией. Эти выводы бросают вызов традиционному представлению, что любые дефекты ухудшают работу материала.
Скорость света зафиксировали на фото.