Химики Уральского федерального университета и УрО РАН создали два новых органических красителя для лазеров и сверхтонких экранов. Вместе с физиками из Томского госуниверситета на основе этих веществ ученые сконструировали прототип экрана сверхвысокого разрешения. Описание новых светодиодов представлено в статье в Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. Работу поддержал Российский научный фонд (проект № 19-13-00234).
Органический светодиод (OLED)
«Полученные нами красители являются результатом многолетних исследований в области химии азотсодержащих органических молекул. Благодаря совместной работе с коллегами из других областей мы раскрываем потенциал применения данных веществ. Внедрение органических материалов — основа развития технологий, которые станут менее энергозатратными и более продуктивными по сравнению с теми, что основаны на использовании неорганических соединений», — поясняет доцент кафедры органического синтеза УрФУ Геннадий Русинов.
Новые соединения — органические красители (по структуре и свойствам). Молекулы этих веществ содержат атомы азота и серы в составе замкнутых пяти- и шестиугольных циклов, соединенных в определенной последовательности. Эта особая структура — взаимное расположение атомов в молекулах — дает эффективное поглощение и перераспределение энергии. Светятся вещества стабильно при температуре от -196 до 20°С. Яркость свечения новых светодиодов зависит не только от толщины органического слоя, но и от структуры молекул: излучение одного из веществ при приложении того же значения потенциала было в три раза интенсивнее.
Эти красители можно использовать и для создания лазеров.
«Электрический импульс вызывает лавинообразную реакцию в растворе, что приводит к генерации луча света с определенной длиной волны. Обычно в лазерах применяют сложные кристаллы или газы, работающие в узком диапазоне излучаемого света. При помощи полученных красителей получатся источники, в которых при определенных условиях возможно переключать цвет луча, варьируя подаваемое напряжение», — рассказывают исследователи.
Справка
Белый свет — это поток электромагнитных волн с разной энергией: чем короче длина волны, тем выше энергия света. Мы видим этот мир окрашенным за счет веществ, которые поглощают, отражают и излучают свет с определенной энергией. Молекулярное строение материала, из которого состоит тот или иной предмет, определяет его взаимодействие со светом.
Помимо отражения и поглощения, некоторые соединения в определенных условиях способны излучать свет (люминесценция). Молекулы таких веществ после поглощения энергии преобразовывают ее в излучение. В начале 1950-х годов французские ученые открыли особый тип веществ, которые могут это делать, используя электричество. Разрабатываемые на базе такого явления устройства называются органическими светодиодами. Их используют для создания дисплеев, в которых возможна настройка отдельно каждого пикселя. Такие экраны способны обеспечивать более высокое разрешение при передаче изображения, чем жидкокристаллические. Благодаря тому что на пиксели подается не свет, а электричество, черные пиксели остаются черными и соседние точки не засвечивают друг друга. Дисплеи на основе органических светодиодов лучше передают и глубину цвета.
Информация и фото предоставлены пресс-службой Уральского федерального университета
