Écrans de smartphone modernes, ainsi que de nombreuses autres sources lumineuses efficaces, contiennent des métaux rares coûteux et problématiques pour l'environnement. Pour un avenir durable, les ingénieurs doivent se tourner vers des matériaux durables. Des chercheurs d'Umeå et de l'Université de Kyushu montrent que ces matériaux sont des alternatives pratiques pour les cellules électrochimiques émettrices de lumière efficaces. Les résultats sont publiés dans Communication Nature .

Les sources lumineuses organiques font leur entrée sur le marché avec de nombreuses nouvelles applications d'émission de lumière allant des diagnostics médicaux aux textiles électroniques. Dans cet aspect, la cellule électrochimique électroluminescente (LEC) est une étoile montante. C'est une source de lumière super mince et flexible, ce qui permet une fabrication bon marché et évolutive « semblable à un journal ».

Malheureusement, les LEC les plus efficaces d'aujourd'hui, comme beaucoup d'autres sources lumineuses, contiennent des métaux rares comme l'iridium. Cela les rend coûteux et problématiques pour l'environnement. Fabriquer des sources lumineuses purement organiques qui sont efficaces pour transformer l'électricité en lumière qui sont également bon marché et recyclables est un défi.

Le groupe nouvellement développé de matériaux électroluminescents entièrement organiques correspond à l'efficacité de ceux à base de métaux rares. Ces matériaux ont déjà montré des résultats prometteurs lorsqu'ils sont intégrés dans des dispositifs complexes haut de gamme. Cependant, lorsqu'elles sont incluses dans les LEC moins compliquées et donc moins chères, leurs performances n'ont pas été suffisantes jusqu'à présent.

Une étude récente menée par des physiciens de l'Université d'Umeå, en collaboration avec l'Université de Kyushu, démontre qu'il est possible d'obtenir une lumière vive et efficace à partir de LEC sur la base de tels matériaux organiques électroluminescents.

En comprenant et en utilisant les caractéristiques distinctives des LEC telles que le dopage électrochimique, les chercheurs ont montré que ces matériaux plus écologiques sont une alternative pratique dans les LEC.

"Le LEC peut avoir une conception d'appareil simple, mais la dynamique qui se produit dans ce film mince qui permet l'émission de lumière est impliquée. C'est une interaction sophistiquée entre les semi-conducteurs organiques et les ions mobiles, qui doivent être équilibrés afin d'obtenir une lumière vive et efficace. L'efficacité des matériaux électroluminescents dépend fortement de leur environnement nanoscopique, et c'est dans cette optique que nous avons pu booster leurs performances, " dit Petter Lundberg, auteur principal et doctorant au Département de physique, Université d'Umeå.