Sungkyunkwan Üniversitesi Kimya Bölümü'nde Taeyeon Kim liderliğinde çalışan bir ekip, Yonsei Üniversitesi ile işbirliği içinde, bitkilerin fotosentez sürecinde ve yeni nesil molekül semikonütör cihazlarında kritik bir rol oynayan yük ayrımını kontrol eden yeni bir ilkeyi keşfetti. Çalışma, Nature Communications dergisinde yayınlandı.

Çalışmada, perylene bisimide (PBI) adlı organik semikonütör molekülünün yoğun şekilde paketlenmiş agregat yapılarının, çevreleyen çözücülerin (sıvı) polaritesinin seçici olarak değiştirilmesiyle yük transfer mekanizmasının tamamen değişebileceği gösterildi. Bu, 'mekanizma geçişi' olarak adlandırılan bir olgudur. Düşük polariteli çözücülerde, yük transferi kuantum mekaniksel tünelleme ile gerçekleşirken, yüksek polariteli çözücülerde çevreleyen çözücü moleküllerinin kolektif dalgalanması tarafından yönetilmektedir.

Araştırmacılar, güçlü ışık maruz kalımı altında, ışık enerjisinin etkin olarak taşındığı 'eksiton difüzyon uzunluğu'nun çevreleyen çözücü ortamına bağlı olarak 35.9 nanometreden 98.8 nanometreye kadar ayarlanabileceğini gösterdi. Bu, organik semikonütörlerde enerjinin daha verimli ve uzun mesafelerde kayıpsız bir şekilde aktarılmasına olanak sağlar.