В России создали основу для суперэффективных органических светодиодов
Химики из Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) синтезировали органическое вещество, которое может стать основой для создания органических светодиодов, преобразующих в свет почти всю потребляемую электроэнергию, сообщили РИА Новости в Российском научном фонде (РНФ). Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в международном научном журнале Dalton Transactions.
Светлана Каткова — один из авторов работы, кандидат химических наук, научный сотрудник Кафедры физической органической химии СПбГУ. Фотография: Эмир Вильданов
Органические светоизлучающие диоды, больше известные как OLED, наиболее перспективны в производстве электроники. Они отличаются гибкостью, тонкостью и обладают низким энергопотреблением. Однако даже они переводят в свет лишь 25% потребляемой электроэнергии, остальные три четверти переходят в тепло, нагревая устройство.
Сотрудники СПбГУ синтезировали металлоорганические люминофоры на основе так называемых ациклических диаминокарбенов, которые в перспективе позволят повысить эффективность светоизлучения OLED до 100%.
В молекуле полученного вещества атом платины соединён с несколькими органическими фрагментами. Подобные комплексы хорошо известны учёным благодаря своей фотолюминесценции — способности светиться при облучении. Они используются для изготовления светоизлучающих полимеров, в качестве оптических датчиков и фотокатализаторов.
Однако для производства источников света металлоорганика с ациклическими диаминокарбенами ранее не применялась, поскольку не было данных о её способности к электролюминесценции — излучении света при прохождении тока. К тому же металлоорганические люминофоры были сложны в получении: на промежуточном этапе сборки с органическим фрагментом могли происходить превращения, из-за чего в результате получалось не то вещество, которое было задумано. Химики СПбГУ использовали перспективный метод синтеза, в котором первоначально формировалось металлсодержащее соединение, а финальная модификация органического фрагмента происходила уже непосредственно внутри этого соединения, что обеспечило стабильность молекулы в процессе сборки. Это позволило получить недоступный ранее тип светоизлучателя с улучшенными характеристиками.
Синтезированный люминофор при прохождении через него тока светится зелёным цветом. Для проведения экспериментов учёные собрали модели органических светодиодов, использовав вещество в качестве светоизлучающего слоя. Изобретение продемонстрировало высокую стабильность: свет оставался постоянным даже при изменении напряжения, а устройство не перегревалось во время работы.
Экспериментальные образцы показали яркость в 1,5 раза выше, чем у их ближайших аналогов. Также обнаружилось, что, если изменить конструкцию светодиода, свечение становится белым. Это даёт возможность использовать люминофор при изготовлении источников как зеленого, так и белого света.
