«Невозможный» прорыв в технологии светодиодов, который меняет всё
Учёные нашли способ запитывать электричеством изолирующие наночастицы, превратив их в высокочистые светодиоды ближнего инфракрасного диапазона с помощью органических «молекулярных антенн»
Короткое резюме
Исследователи из Кембриджского университета совершили прорыв, разработав метод электропитания изолирующих наночастиц, легированных лантаноидами (LnNPs), которые ранее невозможно было использовать в стандартных электронных компонентах. Ключевым решением стало присоединение к поверхности наночастиц органических молекул-антенн (9-ACA), которые захватывают электрические заряды и с эффективностью более 98 % передают свою энергию наночастицам, заставляя их испускать свет. Это позволило создать первые в своём роде светодиоды (LnLEDs), работающие в ближнем инфракрасном диапазоне второго окна (NIR-II).
Новые светодиоды генерируют исключительно чистое излучение с узким спектром, превосходя по этому параметру конкурирующие технологии, такие как квантовые точки. Они работают при низком напряжении (около 5 В) и демонстрируют многообещающую для первого поколения устройств квантовую эффективность. Механизм основан на передаче энергии из «тёмного» триплетного состояния органической молекулы к ионам лантаноида внутри изолирующей наночастицы — процессе, который ранее редко использовался в оптоэлектронике.
Эта технология открывает путь к созданию нового класса устройств для медицинской диагностики (например, глубокой визуализации тканей и отслеживания заболеваний), высокоскоростной оптической связи и высокочувствительных сенсоров. Универсальность подхода позволяет комбинировать различные органические молекулы и наноматериалы, что сулит появление целого семейства устройств с заданными свойствами для будущих применений.
Преодоление изоляции
Органические молекулы-антенны (9-ACA) позволяют эффективно передавать электрическую энергию в изолирующие наночастицы, что ранее считалось невозможным для прямого электрического возбуждения
Высокая чистота света
Созданные светодиоды (LnLEDs) генерируют сверхузкополосное излучение в ближнем ИК-диапазоне второго окна, превосходя по спектральной чистоте квантовые точки и другие технологии
Эффективный механизм передачи энергии
Энергия передаётся от триплетного состояния органической молекулы к ионам лантаноида в наночастице с эффективностью более 98 %, минимизируя потери
Широкий спектр применений
Технология открывает возможности для создания устройств медицинской визуализации, оптической связи и химико-биологических сенсоров нового поколения
Текст сгенерирован с использованием ИИ
