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 Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Нуклеосомы — основные «катушки» упаковки ДНК — почти всегда находятся в искаженном состоянии, а не в аккуратной и стабильной форме, как считалось десятилетиями. Именно через такие микроскопические изменения, как выяснили ученые, клетка регулирует работу генов — а значит, управляет развитием, реакцией на внешние раздражители и даже возникновением болезней.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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