Российские и китайские исследователи разработали инновационный метод получения люминесцентных материалов, подтвердив его работоспособность на основе соединения алюмосиликата натрия ортокремниевой кислоты (NaAlSiO4:Eu,Li).
Основные выводы исследования опубликованы в научном журнале Американская ассоциация по продвижению науки .
В 1960-х годах были созданы первые светодиоды. Разработка синих и белых диодов в конце 1990-х – начале 2000-х годов, а также последовательное снижение их цены, сделали светодиоды привлекательными для крупных производителей, заинтересованных в новых источниках света.
Светодиоды находят применение в качестве индикаторов, показывающих режимы работы электронных устройств, а также в подсветке жидкокристаллических экранов, например, в смартфонах. Использование светодиодов основных цветов – красного, синего и зеленого – позволило создавать дисплеи, способные отображать полноцветную графику и анимацию.
Светодиодные светильники отличаются энергоэффективностью, их долговечность превышает срок службы люминесцентных ламп в шесть-восемь раз, а также они просты в изготовлении и не нуждаются в регулярном техническом обслуживании.
«Для создания комфортного освещения помещений важна не только энергоэффективность, но и качество цветового восприятия, которое характеризуется белизной. Индекс цветопередачи Ri отражает, насколько близко спектр искусственного освещения соответствует солнечному. В настоящее время ученые работают над созданием белого света путем смешивания различных цветов, таких как желтый и синий. Чем ближе полученное излучение к солнечному, тем выше индекс цветопередачи Ri, приближающийся к 100, и тем более приятным свет воспринимается.
Светодиодное освещение находит применение и в сельском хозяйстве. Для нормального роста растений необходим определенный баланс красного и инфракрасного излучения, а также спектральный профиль, который индивидуален для каждого вида. Благодаря светодиодам воссоздать этот профиль достаточно просто, что позволяет добиться высокой урожайности», — отметил один из авторов исследования, доцент кафедры физики твердого тела и нанотехнологий СФУ Максим Молокеев.
Цветные светодиоды находят применение в качестве пикселей на дисплеях, таких как телевизоры, однако для их использования предъявляются строгие требования к излучению: необходимо обеспечить узкую ширину луча и высокую стабильность при изменении температуры.
«По словам Молокеева, ведется поиск соединений, отличающихся энергоэффективностью, воспроизводящих необходимый цвет и демонстрирующих термостабильность. Обычно уже известные соединения обладают недостаточными значениями хотя бы одного из этих параметров, поэтому мы стремимся улучшить их посредством структурной модификации для создания конкурентоспособного материала для рынка белых светодиодов».
Недавно исследователи предложили инновационный метод синтеза люминесцентных материалов, подтвердив его работоспособность, используя соединение NaAlSiO 4:Метод предполагает легирование исходного материала не только ионами европия (Eu), ответственным за люминесценцию, но и ионами лития (Li).
«Изменение концентрации и распределения ионов Eu2+/Eu3+ в материале позволяет управлять им и, как следствие, регулировать цвет люминесценции. Кроме того, литий позволяет контролировать термостабильность материала.
По мнению Максима Молокеева, полученные данные будут полезны не только для фундаментальных исследований, но и могут найти практическое применение в создании современных светодиодных устройств.