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.
