DigitalArtSpace

Ученые из Кавендишской лаборатории Кембриджского университета разработали инновационный подход к созданию светодиодов. В ходе исследований им удалось обеспечить стабильное свечение наночастиц, через которые обычно невозможно пропускать электрический ток, и тем самым продемонстрировать принципиально новый механизм их работы.

Изолирующие наночастицы лантанидов (LnNPs) — это соединения редкоземельных элементов, например, неодима и иттербия. Эти материалы обладают способностью к яркому свечению при воздействии света, но до сих пор существовала проблема с их интеграцией в электрические цепи: электрический заряд не мог достичь ионов лантанидов, находящихся внутри наночастиц. До недавнего времени эту проблему удавалось решить только при использовании чрезвычайно высоких температур или напряжений, что препятствовало их практическому применению.

Основным препятствием было значительное энергетическое расстояние между состояниями этих частиц, что ограничивало их применение специфическими задачами, такими как оптическая визуализация биологических тканей, где не требуется электрическая стимуляция.

В рамках нового исследования специалисты разработали альтернативный метод. Вместо изолирующего поверхностного слоя наночастиц они использовали органические молекулы красителя 9-ACA. Данные молекулы формируют гибридную структуру с наночастицей и обеспечивают передачу энергии посредством механизма триплетного переноса энергии, который хорошо известен в области органической электроники.

Благодаря внесенным изменениям стало возможным внедрение электронов в органический слой. В этой среде образуются экситоны – связанные электрон-дырочные пары, – энергия которых впоследствии передается ионам лантанидов, находящимся внутри наночастицы. Это приводит к тому, что частицы начинают испускать свет под воздействием прямого электрического поля.

Устройства, разработанные на основе данной технологии, которые авторы называют LnLED, генерируют ближний инфракрасный свет с очень узким спектральным диапазоном. По степени чистоты спектра и эффективности они превосходят большинство доступных органических инфракрасных светодиодов, что ранее казалось невозможным для материалов, не пропускающих свет.

В представленной работе авторы подчеркивают, что разработанный метод не ограничен использованием определенных веществ и может быть адаптирован для других изолирующих наноматериалов. В будущем гибридные светодиоды, созданные с его помощью, потенциально найдут применение в биомедицинском оборудовании, системах для глубокой визуализации и других сферах оптоэлектроники, где необходимы стабильное свечение и точная регулировка длины волны.

Похожие статьи

Новый алгоритм Дарвина-Гёделя учит искусственный интеллект самостоятельно программировать.

В США производят эффективные процессоры: тайванские чипы TSMC возвращаются на родину для завершения производства.

В продаже — новая Lada Granta с увеличенным дорожным просветом

Новые модели Kia могут появиться на российском рынке.

Недорогой аналог Toyota Camry с пробегом более 2000 км завоевал популярность

Рамный внедорожник BAW 212 T01 с мощным двигателем: «Китайский УАЗ» с комфортом.