Nat.Commun. : 基于OLED的便携式量子传感器

光子盒研究院出品

相信许多人在生活中的某个时刻，都以某种方式使用过OLED技术。
——智能手机、电脑和电视都有一个共同的特点：它们有一个屏幕，用户可以通过这个显示屏进行互动。因此设备中使用的面板技术是相当重要的；毫无疑问，当今最好的面板技术之一是OLED：这种技术轻薄、高效、高度先进，通常用于顶级的高端设备。
随着这些面板变得越来越实惠、广泛，澳大利亚的研究人员已经创造了一种设备结构，使得我们手机和电视中的OLED可以被用作便携式量子传感器、对磁场进行成像。

研究成果以《用有机发光二极管进行基于亚微米自旋的磁场成像(Sub-micron spin-based magnetic field imaging with an organic light emitting diode)》为题，发表在《自然·通讯》期刊上。
该研究的主要作者Rugang Geng解释说，将一小块微波电子器件与OLED结合在一起，使它们不仅可以作为显示器和光源，还可以作为量子传感器和磁场成像器。
“如果这项技术得到适当的发展，人们可以简单地使用智能手机来绘制他们周围的磁场，例如，发现金刚石或珠宝的缺陷。这在工业上也有应用，如寻找建筑材料的缺陷或作为生物医学传感器。”

Rugang Geng博士在新南威尔士大学悉尼分校工作。

现有的大多数量子传感和磁场成像设备都是比较大和昂贵的，需要光学泵浦（来自高功率的激光器）或非常低的低温：这限制了这种方法的设备集成潜力和商业可扩展性。
相比之下，这项工作中的OLED传感设备原型最终将是小型、灵活和可大规模生产的。这项研究展示了基于OLED的小规模磁场传感器的潜力，以及使用一种既商业上可行、易于制造的技术进行磁场测绘的新方法。
该方法使用有机发光二极管(OLED)对磁场进行成像，能够在微芯片规模上发挥作用，而且与其他常见的方法不同——它不需要激光的输入。
具体来说，实现这一目标所涉及的技术是电检测磁共振(EDMR)和光学检测磁共振(ODMR)。这是用照相机和微波电子学来实现的；其中，光学检测磁共振与实现磁共振成像(MRI)的物理学相同。
将OLED用于EDMR和ODMR，取决于正确利用电子在接近磁场时的自旋行为。

用于磁场成像的空间分辨ODMR（光学检测磁共振）系统
对磁场高度敏感的OLED已经出现在电视和智能手机等大规模生产的电子产品中，使它们成为新技术中具有吸引力的商业发展前景。
新南威尔士大学教授、Exciton Science首席研究员的Dane McCamey说道：“我们的设备被设计为与商业上可用的OLED技术兼容，提供了在大面积甚至是弯曲表面上绘制磁场的独特能力。”
“可以想象，如果这种技术被添加到智能手机上，可以帮助远程医疗诊断，或识别材料的缺陷。”
第一作者Rugang Geng博士补充说：“虽然我们的研究展示了一个清晰的技术途径，但还需要更多的工作来提高灵敏度和读出时间。”
目前，团队已经申请了一项专利（澳大利亚专利申请2022901738），以期实现该技术的商业化。
参考链接：[1]https://www.gizmochina.com/2023/05/02/oled-technology-transforms-phones-tv-portable-quantum-sensors/[2]https://scitechdaily.com/turning-your-smartphone-into-a-quantum-sensor-the-power-of-oleds/

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