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.
