04.09.2024, 20:41
Evgenia Vavilova
2,9 тыс

Китайские ученые добились качественного светодиода на экологичном соединении меди

❋ 4.0

Ученые из Китая создали светодиод на основе нанокластеров йодида меди. Предложенный процесс производства и состав прибора позволят сделать экологичные и дешевые диоды с широким спектром излучения.

Фото нанокластерных пленок на основе различных лигандов под УФ-лампой / © Light: Science & Applications
Фото нанокластерных пленок на основе различных лигандов под УФ-лампой / © Light: Science & Applications

Источники света используют светодиоды и фотолюминесцентные материалы для создания белого света из компонентов, излучающих на разных длинах волн. Эту парадигму сопровождает ряд проблем. Светодиоды излучают в том числе в синем и фиолетовом спектрах, несущих потенциальный вред для здоровья человека.

Кроме того, различные скорости деградации элементов, отвечающих за цвета в составе белого света, приводят к нестабильности спектра излучения. Дороговизна одних редкоземельных металлов, используемых в процессе производства, и токсичность других заставляют ученых искать альтернативные подходы к осветительным элементам.

Китайская команда исследователей под руководством профессора Синляна Дая и профессора Чжичжена Е предложила использовать нанокластеры йодида меди и показала характеристики светодиода на его основе. Работа опубликована в журнале Light: Science & Applications.

Схема процесса производства светодиодов на основе нанокластеров ©Light: Science & Applications

Ранее излучатели на основе галогенида меди показывали слишком маленькую полную ширину на уровне половины высоты (FWHM), около 90 нанометров. Ученые разработали способ получения нанокластеров йодида меди одностадийным синтезом и осаждением. Благодаря правильному подбору лигандов и растворителя нанокластеры демонстрируют ультраширокую полосу излучения, высокую люминесцентную эффективность (до 60%), равномерную и компактную структуру, отличную стабильность при различных условиях окружающей среды и колебаниях температуры.

Эти светодиоды обладают FWHM около 120 нанометров, пиковой внешней квантовой эффективностью в 13%, рекордной максимальной яркостью примерно 50 000 кандел на квадратный метр и длинным сроком службы до половины яркости, 137 часов при яркости 100 кандел на квадратный метр. Более того, они показывают практически идентичную производительность как в атмосфере инертного газа, так и на воздухе.

Разработанный материал обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными технологиями освещения:

1. Меньшее влияние на организм: спектр излучения не содержит интенсивных синих компонентов, ассоциированных с нарушениями циркадного ритма.

2. Стабильность спектра: нанокластер меди — единый излучатель, что исключает сдвиг цвета, возникающий из-за различных скоростей деградации множества диодов в традиционных устройствах.

3. Экологичность и цена: йодид меди и органические лиганды недороги и значительно менее опасны, чем традиционные материалы для производства светодиодов.

Произведенные по предложенному техпроцессу светодиоды можно дешево и легко изготавливать массово. Высокая структурная жесткость нанокластеров в возбужденном состоянии обеспечивает их отличную устойчивость к внешним воздействиям и температурным изменениям.

Благодаря этим свойствам нанокластеры на основе меди открывают перспективы для создания более безопасных для человека и природы широкополосных светодиодов. Исследователи связывают возможности улучшения эффективности и стабильности работы светодиодов на основе нанокластеров меди с тщательным выбором лигандов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Evgenia Vavilova
Пишет в основном о физике и химии, любит нанотехнологии, шестиугольники и утконосов.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
14 сентября, 07:49
Марк Чернов

Британские физики впервые визуализировали процесс, при котором две отрицательно заряженные молекулы ДНК сближаются и пристыковываются друг к другу точно в местах с одинаковым генетическим кодом вопреки ожидаемому отталкиванию. Прямое наблюдение этого механизма подтвердило 20-летнюю гипотезу и раскрыло фундаментальные процессы восстановления генома, деления клеток и развития онкологических заболеваний.

14 сентября, 11:27
Марк Чернов

Японские ученые выяснили, что даже короткий вдох аромата свежесваренного кофе способен быстро улучшить эмоциональное состояние и уменьшить уровень стресса. У молодых участников эксперимента всего за пять минут вдыхания кофейного аромата снизились показатели тревожности, усталости и подавленности. При этом частота сердечных сокращений практически не изменилась.

14 сентября, 10:27
Игорь Байдов

Падение астероида примерно 66 миллионов лет назад запустило цепь событий, которые привели к вымиранию нептичьих динозавров. Однако некоторые группы пресмыкающихся пережили эту катастрофу и начали быстро восстанавливаться. Всего через несколько сотен тысяч лет после случившегося в реках Северной Америки уже охотился двухметровый хищник с необычными зубами, способными дробить твердую пищу. Его остатки помогли ученым понять, как аллигаторы развивались практически сразу после вымирания.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

8 сентября, 15:58
Елизавета З.

В конце августа 2026 года американские военные впервые применили высокоэнергетическую лазерную систему. С тех пор активность дронов у мексиканской границы снизилась примерно на 75%.

11 сентября, 10:25
Александр Березин

Современная космология до недавнего времени опиралась на так называемый космологический принцип, по которому у Вселенной нет какого-то выделенного направления. И наблюдатель в любой ее точке должен видеть однородную в этом смысле картину. Астроном из Северокавказской астрофизической обсерватории показал, что это не так даже для очень древней Вселенной.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

19 августа, 18:31
Александр Березин

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.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий