Науковці створили LED з наночастинок
Дослідники Кембриджського університету подолали ключовий бар’єр в оптоелектроніці та створили перші у світі світлодіоди на основі раніше електроізолюючих наночастинок, легованих лантанідами, пише Interesting Engineering.
Леговані лантаніди (LnNP) — це матеріали, що здатні випромінювати надзвичайно чисте та стабільне світло у другому ближньому інфрачервоному діапазоні (NIR-II). Це світло може проникати глибоко в біологічні тканини, що робить LnNP перспективними для медицини та телекомунікацій. Проблема полягала в тому, що ці наночастинки були електроізоляторами та не могли використовуватися в електронних пристроях.
Підписуйтеся на наші соцмережі
Як науковцям вдалося створили LED з наночасточок?
Щоб обійти це обмеження, команда створила органічно-неорганічний гібридний матеріал, у якому органічна молекула 9-антраценкарбонової кислоти (9-ACA) кріпиться до поверхні наночастинки та працює як «антена». У конструкції нового світлодіода електричні заряди вводяться безпосередньо у молекули 9-ACA, оминаючи наночастинку. Молекула захоплює заряд і переходить у високоенергетичний триплетний стан, передаючи понад 98% цієї енергії іонам лантанідів у наночастинці. Звідси й виникає чисте, яскраве світіння.
Нові LnLED працюють за низької напруги приблизно 5 В та забезпечують винятково вузьку спектральну ширину випромінювання — більш точну, ніж у квантових точок. Це дає змогу використовувати їх у низці застосувань:
- медична діагностика та глибока візуалізація тканин, включно з раннім виявленням раку;
- оптичний зв’язок нового покоління, де вузький і чистий спектр світла дозволяє передавати більше даних з меншими перешкодами;
- високочутливі хімічні та біологічні сенсори для точного виявлення маркерів.
Команда вже досягла зовнішньої квантової ефективності понад 0,6% у першому поколінні своїх NIR-II LED і працює над подальшим покращенням технології.