Источник инфракрасного излучения рекордной интенсивности создан на основе иттербия

Ученые из Физического института имени П. Н. Лебедева с коллегами из Московского государственного технического университета имени Н. Э. Баумана, Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова, Института органической химии имени Н. Д. Зелинского и Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова синтезировали новые материалы на основе редкоземельного метала иттербия. Они способны с рекордной эффективностью испускать инфракрасный свет в ответ на облучение ультрафиолетом или под действием электрического тока. Добиться такого эффекта удалось благодаря светособирающей «шубе» с фрагментами нафталина и атомами фтора. На основе своей разработки авторы уже создали прототипы органических светоизлучающих диодов (OLED), которые становятся всё более востребованы в составе разных электронных устройств. Результаты исследования опубликованы в журнале Dyes and Pigments. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (РНФ), кратко о нем рассказывает пресс-релиз фонда.

Иттербий — редкоземельный элемент, соединения которого в ответ на облучение ультрафиолетом светятся в ближней инфракрасной области (то есть фотолюминесцируют). Это делает его весьма популярным в качестве активного компонента материалов для лазеров, оптических волокон для линий связи и других устройств. Однако ионы иттербия (Yb3+) из-за особенностей строения плохо поглощают ультрафиолет, поэтому материалы на их основе не показывают высокой эффективности.

В качестве решения ученые предложили поместить ион иттербия в оболочку из специально подобранных органических молекул. В нее ученые включили фрагменты нафталина и атомы фтора. Первые интенсивно поглощают ультрафиолет, а вторые служат изолятором, чтобы передаваемая на ион иттербия энергия не рассеивалась в окружающую среду.

Материал оказался способен к фотолюминесценции с рекордным для аналогичных веществ значением эффективности — 3,2 %. Как выяснилось в ходе экспериментов, он также может светиться и под действием электрического тока. Это значительно расширяет возможности его применения: например, такие соединения могут служить в качестве излучающего слоя органических светодиодов (OLED), набирающих популярность в составе различных оптико-электронных приборов. На основе своей разработки авторы создали и опробовали прототип таких устройств, получившиеся OLED показали хорошие результаты.

«Наши новые материалы уникальны тем, что они совместимы с любой из современных технологий изготовления OLED, например, струйной печатью или напылением в вакууме. За счет этого на их основе можно изготовить различные оптоэлектронные устройства, использующие инфракрасное излучение — например, излучающие элементы фотонных микросхем, источники ИК-излучения для волоконной связи, интегрированные непосредственно в полупроводниковый чип, специальные оптические волокна», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Илья Тайдаков, доктор химических наук, ведущий научный сотрудник Физического института имени П. Н. Лебедева РАН.

Обсудите с коллегами

19.10

Письма на заметку. Собаки. Отцы. Искусство

PRO SCIENCE
19.10

Жители горных деревень на севере Индии не подозревали, что лук, который они едят, является неизвестным науке видом

PRO SCIENCE
19.10

Планетологи считают, что на Венере никогда не было океанов

PRO SCIENCE
19.10

Противовирусный препарат помог мышам с мышечной дистрофией

PRO SCIENCE
18.10

Патриотизм снизу. «Как такое возможно, чтобы люди жили так бедно в богатой стране?»

PRO SCIENCE
18.10

Сфокусированный ультразвук помогает лекарствам проникнуть в мозг

PRO SCIENCE
Наночастицы позволили мышам видеть в инфракрасном диапазоне Наночастицы позволили мышам видеть в инфракрасном диапазоне Управлять нейронной сетью можно с помощью инфракрасного излучения Управлять нейронной сетью можно с помощью инфракрасного излучения
Наночастицы позволили мышам видеть в инфракрасном диапазоне