СМИ о нас

27.09.23 27.09.2023 Глобальная энергия. Российские ученые повысили эффективность светодиодов с помощью фтора

Эффективность свечения металлорганических комплексов, используемых в органических светодиодах, можно повысить с помощью фтора. Такой вывод сделали ученые из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН и Института спектроскопии РАН по итогам экспериментов, которые показали, что соединения с тринадцатью атомами фтора в два раза эффективнее преобразуют подаваемую на них энергию в свет, чем соединения с двумя атомами фтора. Это наблюдение позволит создать экономичные и эффективные светодиоды для бытовой техники и наноизлучателей. Результаты исследования опубликованы в журнале Dyes and Pigments.

Российские ученые повысили эффективность светодиодов с помощью фтора
Источник фото — rscf.ru

Органические или OLED-светодиоды широко используются в технике. Например, дисплеи на их основе применяются в смартфонах, телевизорах и цифровых фотоаппаратах. Излучение OLED обусловлено органическими соединениями или комплексами с металлами, которые при действии электрического тока или внешнего света начинают люминесцировать, т.е. самостоятельно светиться в определенном диапазоне. Наиболее перспективными светоизлучающими материалами для OLED-светодиодов являются соединения ионов металлов с β-дикетонами — кислородсодержащими органическими молекулами. Они удобны тем, что цвет и интенсивность их свечения можно менять на этапе синтеза. Однако такие комплексы имеют довольно низкую эффективность люминесценции: лишь небольшая часть поступающей на них энергии преобразуется в излучение, тогда как большая часть – рассеивается в виде тепла.

Более ранние исследования показали, что исправить эту проблему можно за счет введение в состав молекулы атомов фтора. Основываясь на этом выводе, ученые из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН и Института спектроскопии РАН синтезировали полифторированные комплексы β-дикетонов с ионом европия — металла из группы лантаноидов (химических элементов, которые применяются в медицине при изготовлении противовоспалительных средств). Соединения различались количеством атомов фтора: в каждой из трех органических молекул-лигандов, окружающих центральный ион европия, их было три, четыре, семь или тринадцать.

Чтобы оценить влияние атомов фтора на люминесценцию комплексов, авторы исследования освещали растворы соединений очень короткими импульсами лазерного излучения, а также измеряли эффективность излучения и в молекулах комплексов. В результате выяснилось, что увеличение числа атомов фтора в молекуле приводит к значительному росту эффективности свечения. Например, комплексы, содержащие тринадцать атомов фтора, преобразовывали падающий на них свет в собственное излучение в два раза эффективнее, чем молекулы с тремя атомами фтора. Ученым тем самым удалось повысить квантовый выход люминесценции до 56%, что сопоставимо с лучшими представителями этого класса материалов.

«Полученные соединения могут быть полезны при разработке высокоэффективных светоизлучающих устройств, значительная потребность в которых существует в современной быстро развивающейся технике. В дальнейшем мы планируем расширить область исследования фторсодержащих комплексных соединений на другие ионы лантаноидов, чтобы научиться направленно создавать эффективные люминесцентные материалы с заданными свойствами», – цитирует Российский научный фонд одного из авторов исследования, доктора химических наук Илью Тайдакова.

https://globalenergyprize.org/ru/2023/10/05/rossijskie-uchenye-povysili-jeffektivnost-svetodiodov-s-pomoshhju-ftora/

27.09.23 27.09.2023 Время электроники. В ФИ РАН удвоили КПД свечения молекул для органических светодиодов

Исследователи заменили молекулы водорода в соединениях, лежащих в основе диодов, на большое число молекул фтора, что позволило значительно повысить эффективность люминесценции.

Российские ученые обнаружили, что эффективность свечения молекул на базе соединений европия, пригодных для создания органических светодиодов (OLED), можно удвоить, если внедрить в их состав большое количество атомов фтора. Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ). Исследование опубликовано в журнале Dyes and Pigments.

«Мы экспериментально доказали, что увеличение числа атомов фтора позволяет в два раза повысить эффективность люминесценции рассматриваемых соединений европия. Полученные соединения могут быть полезны при разработке высокоэффективных светоизлучающих устройств, потребность в которых существует в современной быстро развивающейся технике», — пояснил ведущий научный сотрудник Физического института РАН (Москва) Илья Тайдаков, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.

Тайдаков и его коллеги изучали физические свойства соединений бета-дикетонов, кислородосодержащих органических молекул, и редкоземельного металла европия. Как и другие типы материалов, применяемых при создании органических светодиодов, эти вещества отличаются относительно низким КПД — эффективностью действия относительно энергозатрат.

Низкая эффективность работы этих излучателей, как объясняют российские физики, связана с наличием множества высокоэнергетических связей между атомами углерода и водорода в их молекулах. Исследователи решили выяснить, как замена разного числа атомов водорода на фтор в молекулах бета-дикетонов и других органических соединений, окружающих ионы европия, повлияла на эффективность их свечения.

В общей сложности ученые изучили свойства шести вариаций соединений европия с органикой, и обнаружили, что молекулы, содержащие 13 атомов фтора, преобразовывали падающий на них свет в собственное излучение в два раза эффективнее, чем молекулы с тремя атомами этого элемента. По уровню КПД они не уступали лучшим представителям этого класса материалов.

Как отмечается в сообщении, разработанные соединения могут успешно применяться в качестве источников красного света для электролюминесцентных устройств. Кроме того, физики предполагают, что схожими свойствами должны обладать другие соединения органики и редкоземельных металлов, что открывает дорогу для создания целого класса высокоэффективных органических светодиодов.

Первые органические светодиоды были созданы еще в конце 1980-х годов, однако они начали массово использоваться в технике и промышленности лишь на рубеже веков. Сейчас их прменяют как для создания осветительных приборов, так и компонентов электронных гаджетов, в частности дисплеев. OLED-устройства отличаются высокой контрастностью, небольшими габаритами и гибкостью. Более широкому использованию пока мешает недолговечность органических светодиодов, а также относительно низкий КПД.

https://russianelectronics.ru/2023-09-27-phyran/

27.09.23 27.09.2023 Хабр. Физики из России удвоили КПД свечения молекул для органических светодиодов

Российские учёные обнаружили, что эффективность свечения молекул на базе соединений европия, пригодных для создания органических светодиодов (OLED), можно удвоить, если внедрить в их состав большое количество атомов фтора. Результаты исследования, поддержанного Российским научным фондом (РНФ), опубликованы в журнале Dyes and Pigments.

Люминесценция новых комплексов в растворе. Источник: Илья Тайдаков.

«Мы экспериментально доказали, что увеличение числа атомов фтора позволяет в два раза повысить эффективность люминесценции рассматриваемых соединений европия. Полученные соединения могут быть полезны при разработке высокоэффективных светоизлучающих устройств, потребность в которых существует в современной быстро развивающейся технике», — пояснил ведущий научный сотрудник Физического института РАН (Москва) Илья Тайдаков.

Илья Тайдаков и его коллеги изучали физические свойства соединений бета-дикетонов, кислородосодержащих органических молекул, и редкоземельного металла европия. Как и другие типы материалов, применяемых при создании органических светодиодов, эти вещества отличаются относительно низким КПД — эффективностью действия относительно энергозатрат.

Низкая эффективность работы этих излучателей, как объясняют российские физики, связана с наличием множества высокоэнергетических связей между атомами углерода и водорода в их молекулах. Исследователи решили выяснить, как замена разного числа атомов водорода на фтор в молекулах бета-дикетонов и других органических соединений, окружающих ионы европия, повлияла на эффективность их свечения.

В общей сложности учёные изучили свойства шести вариаций соединений европия с органикой и обнаружили, что молекулы, содержащие 13 атомов фтора, преобразовывали падающий на них свет в собственное излучение в два раза эффективнее, чем молекулы с тремя атомами этого элемента. По уровню КПД они не уступали лучшим представителям этого класса материалов.

Как отмечается в сообщении, разработанные соединения могут успешно применяться в качестве источников красного света для электролюминесцентных устройств. Кроме того, физики предполагают, что схожими свойствами должны обладать другие соединения органики и редкоземельных металлов, что открывает дорогу для создания целого класса высокоэффективных органических светодиодов.

Первые органические светодиоды были созданы ещё в конце 1980-х годов, однако они начали массово использоваться в технике и промышленности лишь на рубеже веков. Сейчас их применяют как для создания осветительных приборов, так и компонентов электронных гаджетов, в частности дисплеев. OLED-устройства отличаются высокой контрастностью, небольшими габаритами и гибкостью. Более широкому использованию пока мешает недолговечность органических светодиодов, а также относительно низкий КПД.

https://habr.com/ru/news/763650/

26.09.23 26.09.2023 Вести. Российские ученые удвоили яркость органических светодиодов
Российские ученые обнаружили способ заставить органические светодиоды (OLED) на основе соединений европия светить ярче. Как выяснилось, добавление определенного количества атомов фтора в эти соединения может увеличить эффективность их свечения в два раза.

Ученые Физического института РАН под руководством ведущего научного сотрудника Ильи Тайдакова изучали соединения бета-дикетонов, которые являются кислородосодержащими органическими молекулами, в сочетании с ионами европия. Они заметили, что замена атомов водорода на фтор в молекулах этих соединений существенно повысила эффективность свечения.

Наиболее эффективными оказались молекулы, содержащие тринадцать атомов фтора: они преобразовывали свет в излучение в два раза эффективнее, чем молекулы с тремя такими атомами.

Это открытие может иметь важное значение для разработки высокоэффективных OLED-светодиодов, которые используются в различных электронных устройствах и осветительных системах. Такие светодиоды могут стать более эффективными и долговечными благодаря новому подходу, что продвинет технологии освещения и дисплеев.

Ранее сообщалось, что инженеры создали светодиоды, способные одновременно излучать и поглощать свет. Это позволит экранам "почувствовать" тень от руки человека и отреагировать на такой бесконтактный жест.

https://www.vesti.ru/hitech/article/3570296

26.09.23 26.09.2023 Научная Россия. Характеристиками белых светодиодов можно будет управлять, варьируя металл в их составе

Российско-итальянская группа ученых представила новые металл-органические соединения, обладающие сине-зеленым свечением. Его характеристиками можно управлять, варьируя в таких комплексах атом металла, с которым связаны органические молекулы, или лиганды. Такое «соседство» лиганда и металла позволило авторам повысить интенсивность свечения соединений почти в 40 раз в сравнении с исходной органической молекулой. Данная технология позволит разработать новое поколение органических светодиодов белого цвета свечения, имеющих существенно более низкую стоимость, чем известные на данный момент устройства. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в International Journal of Molecular Sciences.

Люминесценция координационных соединений лантаноидов под действием УФ-излучения. Источник: Илья Тайдаков

Белые органические светодиоды считаются наиболее экономичными источниками света, используемыми для уличного, бытового и дисплейного освещения. В таких устройствах белый свет формируется за счет нескольких люминофоров, излучающих в синей, зеленой и красной спектральных областях. В основе одного из наиболее популярных классов материалов для  органических светодиодов лежат комплексы сложных органических молекул с металлами платиновой группы. Такие излучатели высокоэффективны, но очень дороги в производстве, а потому использовать массово их может быть невыгодно, особенно учитывая непрерывный рост цен на платиновые металлы.

В своей новой работе исследователи из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (Москва) вместе с российскими и итальянскими коллегами создали люминофоры на основе гетероциклических β-дикетонов — органических молекул, в которых две карбонильные кислород-содержащие группы разделены одним атомом углерода (метиленовой группой), и также имеются циклические фрагменты, содержащие атомы углерода и азота. Такие соединения легко образуют люминесцирующие комплексы с рядом металлов.

Интерес к таким молекулам обусловлен тем, что характеристиками их излучения, например, яркостью и цветом, можно легко управлять, внося небольшие изменения в структуру молекулы.

Однако такие β-дикетоны имеют крайне низкую эффективность люминесценции, поскольку преобразуют в свет всего 0,5% поступающей на них световой или электрической энергии. Остаток рассеивается в виде тепла. Улучшить люминесцентные характеристики таких молекул можно, соединив их в комплекс с металлами. В зависимости от типа металла особым образом может меняться энергетическая структура β-дикетонов и даже тип люминесценции.

Авторы предложили две серии новых комплексных соединений металлов с β-дикетонами. Первая включала металлы третьей группы таблицы Менделеева (скандий, лантан, гадолиний и лютеций), а вторая — тринадцатой группы (алюминий, галлий и индий). Объединив β-дикетоны с этими элементами в комплексы, ученые смогли управлять возбужденным состоянием органических молекул, а именно варьировать значения энергий возбужденных состояний таких молекул и их время жизни. Кроме того, экспериментально было показано, что все полученные комплексы обладали сине-зеленым свечением, а эффективность люминесценции для соединений на основе β-дикетонов с лантаном достигла 19,5%, то есть стала почти в 40 раз больше, чем у исходной органической молекулы, не связанной с металлом.

«Наши комплексы имеют высокий потенциал в качестве светоизлучающего слоя для создания новых белых органических светодиодов. Достаточная яркость их люминесценции и низкая стоимость синтеза позволяют надеяться, что подобные материалы можно будет использовать в прототипах светодиодных источников света. В наших ближайших планах — начать лабораторное тестирование таких образцов», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного РНФ, Илья Тайдаков, доктор химических наук, руководитель лаборатории «Молекулярная спектроскопия люминесцентных материалов» Отдела спектроскопии ФИАН.

В работе также приняли участие исследователи из Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» (Москва), Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН (Москва), Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) и Университета города Камерино (Италия).

https://scientificrussia.ru/articles/harakteristikami-belyh-svetodiodov-mozno-budet-upravlat-varirua-metall-v-ih-sostave

26.09.23 26.09.2023 InScience. «Насытившиеся» фтором молекулы для OLED-светодиодов стали светиться в два раза ярче

Повысить эффективность свечения металлоорганических комплексов, используемых в OLED-светодиодах, можно, введя в молекулу большое количество атомов фтора. К такому выводу ученые пришли на основе экспериментов, которые показали, что соединения с тринадцатью атомами фтора в два раза эффективнее преобразуют подаваемую на них энергию в свет, чем те, что содержат только четыре атома фтора. Это наблюдение позволит создать более энергоэкономичные и эффективные светодиоды для бытовой техники и наноизлучателей. Результаты исследования, поддержанного Российским научным фондом, опубликованы в журнале Dyes and Pigments.

Илья Тайдаков

OLED-светодиоды широко используются в технике. Например, дисплеи на их основе применяются в смартфонах, цифровых фотоаппаратах, автомобильных бортовых компьютерах и телевизорах. Излучение OLED обусловлено органическими соединениями или их комплексами с металлами, которые при действии электрического тока или внешнего света начинают самостоятельно светиться в определенном диапазоне — люминесцировать. В качестве светоизлучающих материалов для OLED-светодиодов перспективны соединения ионов металлов с β-дикетонами — кислородсодержащими органическими молекулами. Они удобны тем, что цвет и интенсивность их свечения можно менять на этапе синтеза. Однако такие комплексы имеют довольно низкую эффективность люминесценции: большая часть поступающей на них энергии (световой или электрической) рассеивается в виде тепла, а в излучение преобразуется лишь около нескольких процентов. Исследования показали, что исправить ситуацию помогает введение в состав комплексов атомов фтора.

Ученые из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (Москва), Института спектроскопии РАН (Москва) с коллегами из Бразилии синтезировали и подробно исследовали свойства шести ранее неизвестных полифторированных комплексов β-дикетонов с ионом европия — металла из группы лантаноидов. Соединения различались длиной фторированной углеродной цепи в органической молекуле, то есть количеством атомов фтора. В каждой из трех органических молекул-лигандов, окружающих центральный ион европия, их было три, четыре, семь или тринадцать.

Чтобы оценить влияние атомов фтора на люминесценцию комплексов, авторы освещали растворы соединений очень короткими импульсами лазерного излучения и измеряли эффективность излучения и динамику переходных процессов в молекулах комплексов. Оказалось, что увеличение числа атомов фтора в молекуле приводит к значительному росту эффективности свечения. Так, комплексы, содержащие тринадцать атомов этого элемента, преобразовывали падающий на них свет в собственное излучение в два раза эффективнее, чем молекулы с тремя атомами фтора. Таким образом, авторам удалось повысить квантовый выход люминесценции до 56%, что сопоставимо с лучшими представителями данного класса материалов. Синтезированные соединения имеют хороший потенциал для использования в качестве излучателей красного свечения для различных электролюминесцентных устройств.

Экспериментальные результаты также были подтверждены комплексом расчетных методов. Квантово-химические расчеты показали, что в комплексах с большим числом атомов фтора быстрее происходит перенос энергии между металлом и органической молекулой. Это приводит к тому, что энергия, подаваемая на соединение извне, преобразуется в свечение более эффективно.

«Мы экспериментально доказали, что увеличение числа атомов фтора позволяет в два раза повысить эффективность люминесценции рассматриваемых координационных соединений европия. Полученные соединения могут быть полезны при разработке высокоэффективных светоизлучающих устройств, значительная потребность в которых существует в современной быстро развивающейся технике. В дальнейшем мы планируем расширить область исследования фторсодержащих комплексных соединений на другие ионы лантаноидов, чтобы научиться направленно создавать эффективные люминесцентные материалы с заданными свойствами», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Илья Тайдаков, доктор химических наук, руководитель лаборатории «Молекулярная спектроскопия люминесцентных материалов» отдела спектроскопии ФИАН.

https://inscience.news/ru/article/russian-science/14395

26.09.23 26.09.2023 Научная Россия. «Насытившиеся» фтором молекулы для OLED-светодиодов стали светиться в два раза ярче

Повысить эффективность свечения металлоорганических комплексов, используемых в OLED-светодиодах, можно, в частности, введя в молекулу большое количество атомов фтора. К такому выводу ученые пришли на основе экспериментов, которые показали, что соединения с тринадцатью атомами фтора в два раза эффективнее преобразуют подаваемую на них энергию в свет, чем те, что содержат только четыре атома фтора. Это наблюдение позволит создать более энергоэкономичные и эффективные светодиоды для бытовой техники и наноизлучателей. Результаты исследования, поддержанного Российским научным фондом (РНФ), опубликованы в журнале Dyes and Pigments.

Люминесценция новых комплексов в растворе. Источник: Илья Тайдаков

OLED-светодиоды широко используются в технике. Так, например, дисплеи на их основе применяются в смартфонах, цифровых фотоаппаратах, автомобильных бортовых компьютерах и телевизорах. Излучение OLED обусловлено органическими соединениями или их комплексами с металлами, которые при действии электрического тока или внешнего света начинают самостоятельно светиться в определенном диапазоне — люминесцировать. В качестве светоизлучающих материалов для OLED-светодиодов перспективны соединения ионов металлов с β-дикетонами — кислородсодержащими органическими молекулами. Они удобны тем, что цвет и интенсивность их свечения можно менять на этапе синтеза. Однако такие комплексы имеют довольно низкую эффективность люминесценции: большая часть поступающей на них энергии (световой или электрической) рассеивается в виде тепла, а в излучение преобразуется лишь около нескольких процентов. Исследования показали, что исправить ситуацию помогает введение в состав комплексов атомов фтора.

Ученые из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (Москва), Института спектроскопии РАН (Москва) с коллегами из Бразилии синтезировали и подробно изучили свойства шести ранее неизвестных полифторированных комплексов β-дикетонов с ионом европия — металла из группы лантаноидов. Соединения различались длиной фторированной углеродной цепи в органической молекуле, то есть количеством атомов фтора. В каждой из трех органических молекул-лигандов, окружающих центральный ион европия, их было три, четыре, семь или тринадцать.

Чтобы оценить влияние атомов фтора на люминесценцию комплексов, авторы освещали растворы соединений очень короткими импульсами лазерного излучения и измеряли эффективность излучения и динамику переходных процессов в молекулах комплексов. Оказалось, что увеличение числа атомов фтора в молекуле приводит к значительному росту эффективности свечения. Так, комплексы, содержащие тринадцать атомов этого элемента, преобразовывали падающий на них свет в собственное излучение в два раза эффективнее, чем молекулы с тремя атомами фтора. Таким образом, авторам удалось повысить квантовый выход люминесценции до 56%, что сопоставимо с лучшими представителями данного класса материалов. Синтезированные соединения имеют хороший потенциал для использования в качестве излучателей красного свечения для различных электролюминесцентных устройств.

Экспериментальные результаты также были подтверждены комплексом расчетных методов. Квантово-химические расчеты показали, что в комплексах с большим числом атомов фтора быстрее происходит перенос энергии между металлом и органической молекулой. Это приводит к тому, что энергия, подаваемая на соединение извне, преобразуется в свечение более эффективно.

«Мы экспериментально доказали, что увеличение числа атомов фтора позволяет в два раза повысить эффективность люминесценции рассматриваемых координационных соединений европия. Полученные соединения могут быть полезны при разработке высокоэффективных светоизлучающих устройств, значительная потребность в которых существует в современной быстро развивающейся технике. В дальнейшем мы планируем расширить область исследования фторсодержащих комплексных соединений на другие ионы лантаноидов, чтобы научиться направленно создавать эффективные люминесцентные материалы с заданными свойствами», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Илья Тайдаков, доктор химических наук, руководитель лаборатории «Молекулярная спектроскопия люминесцентных материалов» Отдела спектроскопии ФИАН.

https://scientificrussia.ru/articles/nasytivsiesa-ftorom-molekuly-dla-oled-svetodiodov-stali-svetitsa-v-dva-raza-arce

26.09.23 26.09.2023 ТАСС. Физики из России удвоили КПД свечения молекул для органических светодиодов

Исследователи заменили молекулы водорода в соединениях, лежащих в основе диодов, на большое число молекул фтора, что позволило значительно повысить эффективность люминесценции

© AP Photo/Jae C. Hong

ТАСС, 26 сентября. Российские ученые обнаружили, что эффективность свечения молекул на базе соединений европия, пригодных для создания органических светодиодов (OLED), можно удвоить, если внедрить в их состав большое количество атомов фтора. Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ). Исследование опубликовано в журнале Dyes and Pigments.

"Мы экспериментально доказали, что увеличение числа атомов фтора позволяет в два раза повысить эффективность люминесценции рассматриваемых соединений европия. Полученные соединения могут быть полезны при разработке высокоэффективных светоизлучающих устройств, потребность в которых существует в современной быстро развивающейся технике", - пояснил ведущий научный сотрудник Физического института РАН (Москва) Илья Тайдаков, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.

Тайдаков и его коллеги изучали физические свойства соединений бета-дикетонов, кислородосодержащих органических молекул, и редкоземельного металла европия. Как и другие типы материалов, применяемых при создании органических светодиодов, эти вещества отличаются относительно низким КПД - эффективностью действия относительно энергозатрат.

Низкая эффективность работы этих излучателей, как объясняют российские физики, связана с наличием множества высокоэнергетических связей между атомами углерода и водорода в их молекулах. Исследователи решили выяснить, как замена разного числа атомов водорода на фтор в молекулах бета-дикетонов и других органических соединений, окружающих ионы европия, повлияла на эффективность их свечения.

В общей сложности ученые изучили свойства шести вариаций соединений европия с органикой, и обнаружили, что молекулы, содержащие 13 атомов фтора, преобразовывали падающий на них свет в собственное излучение в два раза эффективнее, чем молекулы с тремя атомами этого элемента. По уровню КПД они не уступали лучшим представителям этого класса материалов.

Как отмечается в сообщении, разработанные соединения могут успешно применяться в качестве источников красного света для электролюминесцентных устройств. Кроме того, физики предполагают, что схожими свойствами должны обладать другие соединения органики и редкоземельных металлов, что открывает дорогу для создания целого класса высокоэффективных органических светодиодов.

Первые органические светодиоды были созданы еще в конце 1980-х годов, однако они начали массово использоваться в технике и промышленности лишь на рубеже веков. Сейчас их прменяют как для создания осветительных приборов, так и компонентов электронных гаджетов, в частности дисплеев. OLED-устройства отличаются высокой контрастностью, небольшими габаритами и гибкостью. Более широкому использованию пока мешает недолговечность органических светодиодов, а также относительно низкий КПД.

https://nauka.tass.ru/nauka/18842153

26.09.23 26.09.2023 Российский научный фонд. «Насытившиеся» фтором молекулы для OLED-светодиодов стали светиться в два раза ярче

Повысить эффективность свечения металлоорганических комплексов, используемых в OLED-светодиодах, можно, в частности, введя в молекулу большое количество атомов фтора. К такому выводу ученые пришли на основе экспериментов, которые показали, что соединения с тринадцатью атомами фтора в два раза эффективнее преобразуют подаваемую на них энергию в свет, чем те, что содержат только четыре атома фтора. Это наблюдение позволит создать более энергоэкономичные и эффективные светодиоды для бытовой техники и наноизлучателей. Результаты исследования, поддержанного Российским научным фондом (РНФ), опубликованы в журнале Dyes and Pigments.

Люминесценция новых комплексов в растворе. Источник: Илья Тайдаков.

Люминесценция новых комплексов в твердом виде. Источник: Илья Тайдаков.

OLED-светодиоды широко используются в технике. Так, например, дисплеи на их основе применяются в смартфонах, цифровых фотоаппаратах, автомобильных бортовых компьютерах и телевизорах. Излучение OLED обусловлено органическими соединениями или их комплексами с металлами, которые при действии электрического тока или внешнего света начинают самостоятельно светиться в определенном диапазоне — люминесцировать. В качестве светоизлучающих материалов для OLED-светодиодов перспективны соединения ионов металлов с β-дикетонами — кислородсодержащими органическими молекулами. Они удобны тем, что цвет и интенсивность их свечения можно менять на этапе синтеза. Однако такие комплексы имеют довольно низкую эффективность люминесценции: большая часть поступающей на них энергии (световой или электрической) рассеивается в виде тепла, а в излучение преобразуется лишь около нескольких процентов. Исследования показали, что исправить ситуацию помогает введение в состав комплексов атомов фтора.

Ученые из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (Москва), Института спектроскопии РАН (Москва) с коллегами из Бразилии синтезировали и подробно изучили свойства шести ранее не известных полифторированных комплексов β-дикетонов с ионом европия — металла из группы лантаноидов. Соединения различались длиной фторированной углеродной цепи в органической молекуле, то есть количеством атомов фтора. В каждой из трех органических молекул-лигандов, окружающих центральный ион европия, их было три, четыре, семь или тринадцать.

Трехмерные модели синтезированных авторами металлорганических комплексов. Источник: Korshunov et al. / Dyes and Pigments, 2023.

Чтобы оценить влияние атомов фтора на люминесценцию комплексов, авторы освещали растворы соединений очень короткими импульсами лазерного излучения и измеряли эффективность излучения и динамику переходных процессов в молекулах комплексов. Оказалось, что увеличение числа атомов фтора в молекуле приводит к значительному росту эффективности свечения. Так, комплексы, содержащие тринадцать атомов этого элемента, преобразовывали падающий на них свет в собственное излучение в два раза эффективнее, чем молекулы с тремя атомами фтора. Таким образом, авторам удалось повысить квантовый выход люминесценции до 56%, что сопоставимо с лучшими представителями данного класса материалов. Синтезированные соединения имеют хороший потенциал для использования в качестве излучателей красного свечения для различных электролюминесцентных устройств.

Экспериментальные результаты также были подтверждены комплексом расчетных методов. Квантово-химические расчеты показали, что в комплексах с большим числом атомов фтора быстрее происходит перенос энергии между металлом и органической молекулой. Это приводит к тому, что энергия, подаваемая на соединение извне, преобразуется в свечение более эффективно.

«Мы экспериментально доказали, что увеличение числа атомов фтора позволяет в два раза повысить эффективность люминесценции рассматриваемых координационных соединений европия. Полученные соединения могут быть полезны при разработке высокоэффективных светоизлучающих устройств, значительная потребность в которых существует в современной быстро развивающейся технике. В дальнейшем мы планируем расширить область исследования фторсодержащих комплексных соединений на другие ионы лантаноидов, чтобы научиться направленно создавать эффективные люминесцентные материалы с заданными свойствами», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Илья Тайдаков, доктор химических наук, руководитель лаборатории «Молекулярная спектроскопия люминесцентных материалов» Отдела спектроскопии ФИАН.

https://rscf.ru/news/release/nasytivshiesya-ftorom-molekuly-dlya-oled-svetodiodov-stali-svetitsya-v-dva-raza-yarche/

30.09.23 30.09.2023 Общество Словацко-Российского сотрудничества. На базе ФИАН создан центр коллективного пользования «Прометеус»

На базе ФИАН создан Центр коллективного пользования «Прометеус

В Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) на базе комплекса протонной терапии «Прометеус» создан Центр коллективного пользования (ЦКП КПТ «Прометеус»). ЦКП образован в рамках реализации проекта «Разработка новых технологий диагностики и лучевой терапии социально значимых заболеваний протонными и ионными пучками с использованием бинарных ядерно-физических методов» при поддержке ФНТП «Развитие синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры». Всего в организациях, подведомственных Минобрнауки России, сегодня функционирует более 500 ЦКП, из них около 300 в научных организациях и более 200 в высших учебных заведениях.

ЦКП КПТ «Прометеус» ФИАН позволяет проводить фундаментальные и прикладные исследования в области радиационной биофизики, радиобиологии, ядерной медицины, радиационной безопасности, диагностики и лучевой терапии онкологических заболеваний, протонной томографии, в области ядерной и радиационной физики, дозиметрии, радиационной стойкости материалов, космической биологии.

«Наш Центр открывает доступ ученым и исследователям различных областей наук к уникальному протонному излучению, интерес к которому продолжает расти. Широкий диапазон рабочих энергий и простота эксплуатации позволяют в короткие сроки проводить планирование и высокоточное облучение интересующих объектов. Мы убеждены, что в результате совместных работ станет возможным более динамичное развитие методик протонной терапии, а работа ЦКП внесет вклад в развитие научного потенциала отечественной науки, – рассказал руководитель ЦКП Александр Евгеньевич Шемяков. – Чтобы воспользоваться возможностями нашего Центра, нужно оставить заявку на сайте, согласовать план работ и приступать к исследованиям».

Создание Центра повышает доступность уникального оборудования для институтов РАН, отраслевых НИИ и вузов Российской Федерации, а также международных и зарубежных научных организаций. Это вносит вклад в развитие фундаментальной и прикладной науки, а также позволяет совершенствовать технологию протонной лучевой терапии для более успешной борьбы с онкологическими заболеваниями.

«Новый Центр обеспечит Московский регион и страну современной исследовательской инфраструктурой, позволяющей проводить исследования нового уровня. Он также будет стимулировать развитие новейших технологий в области ядерной и радиационной физики», – отметила научный руководитель проекта, руководитель Лаборатории радиационной биофизики и биомедицинских технологий ФИАН Ирина Николаевна Завестовская.

На данный момент в ЦКП КПТ «Прометеус» были полностью проведены работы по 5 заявкам. Одними из первых пользователей Центра коллективного пользования на базе КПТ «Прометеус» стали ученые из Института ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук (ИЯФ СО РАН). Научной группой были проведены совместные работы с использованием разработанного в ИЯФ СО РАН малогабаритного детектора нейтронов с парой литьевых полистирольных сцинтилляторов, один из которых обогащен бором. Ученые измерили плотность потока нейтронов для оценки возможности реализации бор-протонозахватной терапии и сечение реакции 11B(p,a)aa до энергии протонов 200 МэВ. Проведенные эксперименты показали хорошие результаты, поэтому коллектив ИЯФ СО РАН принял решение продолжить работы по данной тематике и повторно обратиться в Центр коллективного пользования на базе КПТ «Прометеус».

https://www.srspol.sk/sprava-z-oblasti-ruskej-vedy-v-povodnom-zneni-scientificrussia-ru-166/

Подкатегории