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 С приходом летней жары кондиционер становится главным спасением в офисе и дома. Однако многие выставляют минимальную температуру, садятся под прямую струю холодного воздуха и забывают о чистке фильтров, а потом удивляются простуде, сухости в горле и огромным счетам за электричество. Можно ли охлаждать помещение эффективно и при этом не навредить здоровью? Оказывается, кондиционер сам дает множество подсказок о том, как им правильно пользоваться, нужно лишь понимать физику его работы и реакцию организма на перепады температур. Объяснил физические принципы работы климатической техники и рассказал о практических правилах безопасности старший преподаватель кафедры физики и технической механики РТУ МИРЭА Николай Зенченко.
Прогулки наедине с природой в абсолютной тишине существенно повышают риск опасного столкновения с дикими животными. К такому выводу пришли британские биологи, проанализировав базу данных почти 3,5 тысячи инцидентов между людьми и крупными зверями.
Единственное млекопитающее на планете, способное жить на высоте более 6700 метров, обитает в горах Южной Америки. Ученые выяснили, что секрет выживания этих грызунов кроется в том числе в умении питаться ядовитыми растениями, которыми изобилуют высокогорья.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
С приходом летней жары кондиционер становится главным спасением в офисе и дома. Однако многие выставляют минимальную температуру, садятся под прямую струю холодного воздуха и забывают о чистке фильтров, а потом удивляются простуде, сухости в горле и огромным счетам за электричество. Можно ли охлаждать помещение эффективно и при этом не навредить здоровью? Оказывается, кондиционер сам дает множество подсказок о том, как им правильно пользоваться, нужно лишь понимать физику его работы и реакцию организма на перепады температур. Объяснил физические принципы работы климатической техники и рассказал о практических правилах безопасности старший преподаватель кафедры физики и технической механики РТУ МИРЭА Николай Зенченко.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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