В ИТМО нашли способ создавать более долговечные синие перовскитные светодиоды для RGB-дисплеев телевизоров и смартфонов
Ученые ИТМО нашли новый способ получения синего излучения у перовскитных нанокристаллов. Он позволил создать более стабильные синие перовскитные светодиоды, цвет которых со временем не меняется на зеленый. Такие источники света могут стать основой для создания RGB-дисплеев телевизоров и смартфонов с более качественной цветопередачей, при этом они будут дешевле, чем аналоги.
Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces. Галогенидные перовскиты — полупроводниковые материалы, способные проводить электрический ток и за счет этого излучать свет. Изменяя состав галогенов (химических элементов хлора, брома, иода) в перовскитах, можно точно настраивать цвет излучения во всем видимом диапазоне — например, сделать его зеленым, красным и синим. Это дает возможность создавать RGB-дисплеи для телевизоров и смартфонов, а также приборы вроде фитоламп. Благодаря свойствам перовскитов устройства на их основе обладают лучшей цветопередачей, энергоэффективностью и меньшей стоимостью производства по сравнению с аналогами.
Светодиоды, излучающие красный и зеленый цвета, уже достигли нужных для производства значений эффективности. Они работают несколько тысяч часов и за это время теряют не более 50 процентов интенсивности света. Светодиоды синего же цвета менее стабильны — через пару недель они начинают светиться зеленым.
«Зеленые и красные светодиоды изготавливают на основе гомогалогенидных перовскитов. Для получения синих нужно смешивать разные галогены, что усложняет создание нанокристаллов. Кроме того, под действием электрического поля в смешанно-галогенидном перовските происходит ионная сегрегация — разные ионы галогенов движутся в поле с разной скоростью и в итоге неоднородно распределяются в излучающем слое. Нарушение кристаллической структуры бром-хлорных нанокристаллов изменяет их оптические свойства — от этого синие светодиоды начинают излучать зеленый свет. Нам удалось подавить этот эффект и сделать излучение синего светодиода более стабильным во времени», — объясняет Анатолий Пушкарев, руководитель исследования и ведущий научный сотрудник физического факультета ИТМО.
Сотрудники физического факультета ИТМО совместно с учеными из Академического университета и Пекинского технологического института предложили новый способ получения синего излучения у перовскитных нанокристаллов. Вместо бром-хлорного состава для создания нанокристаллов они использовали чистый бромидный перовскит, а затем ввели туда ионы кадмия. Это позволило избавиться от образования дефектов в кристаллической решетке перовскитов, которые влияют на цвет излучения. Как показали эксперименты, бромидные нанокристаллы могут сохранять цвет более двух месяцев.
«Сначала мы синтезировали перовскитные нанокристаллы бромида свинца цезия на основе одного галогена. Такой материал излучал зеленый свет с длиной волны 517 нанометров. Чтобы уменьшить длину волны до 485 нанометров и тем самым изменить цвет на синий, мы использовали метод горячей инжекции — нагрели раствор перовскитных нанокристаллов до 150 градусов и добавили в него реакционное соединение кадмия. За час молекулы кадмиевого соединения прореагировали с поверхностью нанокристаллов, а ионы кадмия распространились с поверхности вглубь, при этом частично заместили собой ионы свинца», — отмечает Елизавета Сапожникова, инженер физического факультета ИТМО и одна из авторов исследования.
Предложенный метод дает возможность создавать более долговечные синие перовскитные светодиоды произвольных размеров и форм — например в виде круга, квадрата или звезды, а также настраивать оттенок излучения с синего на голубой. В перспективе решение поможет в разработке более ярких и насыщенных цветных RGB-дисплеев, индикаторных панелей и приборов освещения, например гирлянд и фитосветильников для роста растений.
«Наш синий светодиод излучает 100-150 кандел на квадратный метр, что соответствует яркости экрана смартфона. Мы планируем и дальше повышать его яркость и время работы. Чтобы сделать это, нужно улучшить не только структуру излучающего перовскитного слоя, но и архитектуру всего устройства. Например, можно увеличить количество функциональных слоев, создать нанокристаллы со структурой типа “ядро-оболочка” или выполнить замещение ионов свинца ионами других элементов, например цинка», — рассказал Сергей Аношкин, младший научный сотрудник физического факультета ИТМО и первый автор исследования. Исследование поддержано Российским научным фондом и программой «Приоритет 2030».
Telegram 
Дзен 
VK Большой адронный коллайдер многие воспринимают как инструмент изучения первых мгновений жизни Вселенной и поиска редких частиц. Но ушедший на обновление ускоритель частиц все еще приносит новые данные и о таких, казалось бы, хорошо изученных объектах, как ядро атома кислорода. Физики ЦЕРН выяснили, что и оно, и ядро атома неона ведут себя не так, как предсказывали модели.
Чешские археологи, изучая огромное древнее сооружение возрастом примерно 6500 лет, пришли к выводу, что входы в него расположены не случайным образом, а с учетом движения по небу Солнца и Луны. Судя по всему, этот неолитический памятник, который более чем на тысячу лет старше самого раннего этапа строительства Стоунхенджа, служил местом для проведения ритуалов, связанных с небесными светилами.
В пещере на востоке Испании археологи обнаружили подземное святилище, стены и потолок которого покрыты многочисленными надписями на латыни с упоминанием некой «Госпожи». Ученые предположили, что в римскую эпоху в пещере собирались поклонницы какой-то загадочной богини.
Анализ почти 69 тысяч видов насекомых помог опровергнуть главенствующую теорию эволюции, которая полвека объясняла устройство колоний пчел, муравьев и ос. Исследователи выяснили, что общепринятый генетический фактор сам по себе не приводит к разделению труда, а настоящий секрет их коллективного выживания кроется в совсем других биологических чертах.
У любителей кофе выявили расхождение в уровнях тестостерона: одна форма этого гормона повышалась вместе с количеством выпитого, а другая, напротив, снижалась. Результат оказался особенно интересным на фоне изменений других показателей, связанных с обменом веществ и здоровьем сердца.
С помощью ускорителей ученые имитируют процессы, происходившие в первые мгновения жизни Вселенной. Так пытаются решить загадки наблюдаемой реальности: почему материи больше, чем антиматерии, состоят ли кварки из других частиц, как сохраняется барионное число. В этот раз анализ столкновений на коллайдере RHIC предоставил сильное свидетельство того, что барионное число переносится не кварками, а глюонной перемычкой внутри протонов.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно