Diamond Light Source發(fā)表的第10,000篇論文可以通過啟用新一代設(shè)備從根本上改變技術(shù)格局。這項研究提出了一種新的方法，用于研究對于電子學(xué)很重要的聚合物薄膜中的手性。它提供了對發(fā)射和吸收圓偏振光的手性聚合物薄膜的破壞性見解，并有望實現(xiàn)重要的技術(shù)進(jìn)步，包括高性能顯示器，3-D成像和量子計算。這些發(fā)現(xiàn)最近發(fā)表在《自然通訊》上。

手性是宇宙的基本對稱性。我們看到從蝸牛和小分子到巨型旋渦星系的所有事物中的左手(LH)和右手(RH)鏡像對。光線也可以具有手性。隨著光的傳播，其內(nèi)部電場可以向左或向右旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生LH或RH圓極化。控制和操縱這種手性圓偏振光的能力為下一代光電子學(xué)提供了機遇(圖1a和1b)。然而，近三十年來，聚合物薄膜(圖1c和2)中大的手性效應(yīng)的根源仍然難以捉摸。在這項研究中，來自倫敦帝國理工學(xué)院，諾丁漢大學(xué)，巴塞羅那大學(xué)，鉆石光源和JA伍拉姆公司的一組研究人員利用了“鉆石”

“這項突破性的研究表明，Diamond的功能可用于研究通常無法實現(xiàn)的過程。該團隊的發(fā)現(xiàn)提出了將來將手性療法引入更多電子設(shè)備的路線圖，”物理總監(jiān)Laurent Chapon教授說。 Diamond的科學(xué)。

圓二色性(CD)具有令人驚訝的悠久歷史。在19世紀(jì)，法國科學(xué)家觀察到，不重疊在其鏡像上的手性分子根據(jù)其構(gòu)型(例如L或D氨基酸)以及其結(jié)構(gòu)的慣性，會吸收不同的左旋和右旋圓偏振光。到1960年代，科學(xué)家們意識到CD可以對研究復(fù)雜的材料結(jié)構(gòu)極為有用。鉆石的B23束線專用于CD，并且產(chǎn)生從真空紫外線(UV)的唯一高度準(zhǔn)直的單色微束可見光。

對于這項研究，研究團隊將Diamond的UV CD研究與Advanced Light Source的共振碳K邊緣軟X射線散射測量結(jié)合了起來。

Diamond的B23光束線的首席光束線科學(xué)家Giuliano Siligardi教授解釋說：“研究人員結(jié)合使用了光譜學(xué)方法和結(jié)構(gòu)探針，對迄今為止對這些聚合物薄膜進(jìn)行數(shù)據(jù)解釋的有效性提出了質(zhì)疑。”

以前認(rèn)為在這些聚合物薄膜中看到的大的手性效應(yīng)是由結(jié)構(gòu)手性引起的，就像在膽甾型液晶相中那樣。但是，這項研究表明，在與器件制造相關(guān)的條件下，它們是由磁電耦合引起的，而磁電耦合會產(chǎn)生這些聚合物的自然光學(xué)活性。

該論文的主要作者杰西卡·韋德(Jessica Wade)博士說：“這項研究提出了一種研究高分子薄膜中手性的新方法，這對于電子學(xué)很重要。發(fā)現(xiàn)了磁電耦合，而不是更長距離的結(jié)構(gòu)手性-造成較大的手性效應(yīng)的原因，將使聚合物的合理設(shè)計適用于廣泛的設(shè)備應(yīng)用。”

所有實驗均在與實際應(yīng)用相關(guān)的條件下進(jìn)行，有源層厚度(<200 nm)可用于生產(chǎn)高效電子產(chǎn)品。

“我們的發(fā)現(xiàn)將為新的聚合物和器件架構(gòu)的設(shè)計提供參考，其中化學(xué)結(jié)構(gòu)和骨架構(gòu)型已得到優(yōu)化，以最大程度地發(fā)揮磁電耦合，從而實現(xiàn)強的手性效應(yīng)，而無需對準(zhǔn)和過厚的有源層。 B23(退火時間，溫度(圖2)等)已經(jīng)實現(xiàn)了高效的顯示器和光電探測器，我們將繼續(xù)使用新的Diamond B23 Mueller矩陣旋光儀(MMP)功能來研究這些系統(tǒng)。”

戴蒙德(Diamond)生命科學(xué)主任，牛津大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)聯(lián)席負(fù)責(zé)人戴維·斯圖亞特(Sirart)教授說：“作為世界上最先進(jìn)的科學(xué)設(shè)施之一，戴蒙德(Diamond)致力于每天推動世界變化的科學(xué)。我們使命的重要部分是協(xié)助將論文和此處進(jìn)行的實驗結(jié)果發(fā)表到公共領(lǐng)域。這本創(chuàng)新的10,000出版物體現(xiàn)了科學(xué)家與科研機構(gòu)之間進(jìn)行國際合作的重要性，以及基礎(chǔ)研究之間的重要聯(lián)系，應(yīng)用科學(xué)和推動人類前進(jìn)的技術(shù)。”

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