Команда ученых придумала технику, применимую для производства недорогих светоизлучающих материалов. Исследователи, возглавляемые Кембриджским университетом и Техническим университетом Мюнхена, пришли к выводу, что, при замене каждого 1000-го атома в одном материале на другой, им удастся произвести новый вид люминесценции.
Такая методика приводит к тому, что носители заряда застревают в какой-либо части кристаллического материала, где в последствии и излучают свет. Результаты, опубликованные в Журнале Американского химического общества, могут быть полезны для недорогого печатного и гибкого светодиодного освещения, дисплеев для смартфонов или дешевых лазеров.
Многие повседневные приложения теперь используют светоизлучающие устройства (светодиоды), такие как домашнее и коммерческое освещение, экраны телевизоров, смартфоны и ноутбуки. Основное преимущество светодиодов в том, что они потребляют гораздо меньше энергии, чем старые технологии.
В конечном счете, вся наша глобальная коммуникация через Интернет управляется оптическими сигналами от очень ярких источников света, которые в оптических волокнах несут информацию со скоростью света по всему земному шару.
Команда исследовала новый класс полупроводников, называемых галогенидными перовскитами, в форме нанокристаллов, размер которых составляет всего лишь одну десятитысячную толщины человеческого волоса. Они являются очень люминесцентными материалами: не так давно на рынке начали появляться QLED-телевизоры, в которых задействованы именно галогенидные перовскиты.
Сегодня ученые сильно улучшили световое излучение этих нанокристаллов. Они заменили один из каждой тысячи атомов другим — заменив свинец на ионы марганца — и обнаружили, что люминесценция квантовых точек утроилась.
Подробное исследование с помощью лазерной спектроскопии выявило происхождение этого наблюдения.
«Мы обнаружили, что заряды собираются вместе в областях кристаллов, которые мы допировали», — сказал Саша Фельдманн из Кэвендишской лаборатории Кембриджа, первый автор исследования. «После локализации заряды смогут встречаться и рекомбинировать, чтобы очень эффективно излучать свет».
«Мы надеемся, что это захватывающее открытие: даже самые незначительные изменения химического состава могут значительно улучшить свойства материала, проложат путь к дешевым и сверхъярким светодиодным дисплеям и лазерам в ближайшем будущем», — сказал старший автор Феликс Дешлер, который является совместно аффилированным лицом. в Кавендише и Институте Вальтера Шоттки при Мюнхенском техническом университете.
В будущем исследователи надеются найти еще более эффективные легирующие примеси, которые помогут сделать эти передовые световые технологии доступными для всех уголков мира.
