Ученые представили экономичный метод создания ярких светодиодов с использованием углеродных точек. Ключевая идея — обработка наночастиц полиэтиленгликолем непосредственно во время их синтеза в печи. Это решение позволило значительно увеличить яркость свечения без повышения энергозатрат, а также добиться стабильности устройств, сопоставимой с более дорогими аналогами.
Почему углеродные точки — материал будущего?
Эти наночастицы сочетают в себе экологичность, доступность и простоту производства. Сырьем для них служат распространенные компоненты, такие как лимонная кислота или хлорофилл. Важное преимущество перед перовскитами — устойчивость к различным средам, включая воду. Кроме того, поверхность частиц легко модифицировать, что открывает широкие возможности для интеграции в композитные материалы светодиодных панелей.
Прорыв в повышении эффективности
Главным вызовом оставался низкий квантовый выход (15-70% против 90+% у конкурентов). Решение оказалось элегантным: добавление полиэтиленгликоля в процессе гидротермального синтеза. Этот полимер устраняет структурные дефекты, повышая эффективность свечения, сохраняя при этом форму и спектральные характеристики частиц. Шестичасовая термообработка в автоклаве позволила достичь впечатляющих результатов:
Достигнутые показатели
Для гидрофильных частиц квантовый выход вырос с 30% до 80%, амфифильные образцы показали рост с 20% до 30%. Яркость светодиодов достигла 2500 кд/м² – уровня коммерческих аналогов на перовскитах. Устройства демонстрируют стабильность при 50+ циклах работы и непрерывной эксплуатации в течение получаса без охлаждения.
Перспективы развития технологии
«Наши следующие шаги — повышение эффективности через оптимизацию структуры светодиодов и новые полимерные модификаторы. Эксперименты с заряженными полимерами могут расширить применение технологии — от медицинской диагностики до гибких дисплеев», — отмечает Михаил Мирущенко, инженер центра «Информационные оптические технологии».
