Все новости

Физики создали новую основу для ярких белых светодиодов

Они синтезировали флуоресцирующие соединения на базе диспрозия

ТАСС, 24 февраля. Ученые синтезировали ранее неизвестные флуоресцирующие соединения тяжелой воды и диспрозия, способные вырабатывать особенно яркий и чистый белый свет. Описание работы опубликовал научный журнал Dyes and Pigments, кратко об этом пишет пресс-служба Российского научного фонда.

"Предложенные нами подходы помогут при разработке новых источников белого света, в частности органических светоизлучающих светодиодов. В дальнейшем мы планируем провести подобные эксперименты и с другими металлами-лантаноидами", – рассказал один из авторов исследования, руководитель научной группы в Физическом институте РАН (Москва) Илья Тайдаков.

Редкоземельные металлы из группы лантаноидов достаточно широко встречаются в коре Земли, однако добыть их достаточно сложно из-за их рассеянности и низкой концентрации в породах. Дополнительным осложняющим фактором служит то, что все лантаноиды похожи друг на друга по химическим свойствам, что затрудняет их разделение.

Несмотря на сложности, связанные с добычей редкоземельных металлов, они сегодня широко используются в быту и промышленности. В частности, они активно применяются при производстве электроники, лазеров, оптоволокна, в ядерной промышленности и в ряде других областей экономики. К примеру, неодим и самарий используются для создания сверхмощных магнитов, а соединения европия и ряда других лантаноидов - для производства светящихся или флуоресцирующих красителей.

Основа для новых светодиодов

Тайдаков и его коллеги приспособили один из лантаноидов, диспрозий, для производства флуоресцентного материала, способного поглощать электромагнитное излучение и вырабатывать особенно яркий и равномерный белый свет. Ученые совершили это открытие, экспериментируя с уже существующими флуоресцирующими красителями на базе диспрозия.

Ученые давно знают, что сложные соединения этого металла и различных органических веществ способны поглощать падающее на них излучение и преобразовать его в другие формы электромагнитных волн. Интенсивность этого свечения у всех известных молекул такого рода является относительно низкой, что связано с тем, что значительная часть  поглощенной энергии превращается в тепло, а не в свет.

В новой работе исследователи выяснили, что этот эффект можно значительным образом подавить, если заменить часть атомов диспрозия на другой лантаноид, гадолиний, не способный взаимодействовать с частицами света, а также если использовать тяжелую воду при синтезе молекул красителей. Это привело к тому, что созданные Тайдаковым и его коллегами вещества начали вырабатывать вдвое больше света, и при этом это свечение затухало втрое медленнее при прекращении облучения красителя.

В дополнение к этому, ученые обнаружили, что добавление гадолиния в краситель позволяет управлять цветом излучения, которое вырабатывается веществом при его облучении. Это позволяет использовать подобные флуоресцентные красители для создания светодиодов, способных вырабатывать особенно яркий и чистый белый свет, что делает их особенно привлекательными с коммерческой точки зрения.