Для электроники разработали по-разному светящие материалы

Исследователи из Университета ИТМО и Санкт-Петербургского государственного университета совместно с коллегами из Гонконга разработали на основе нанокристаллов перовскитов материалы, способные излучать свет в различных диапазонах спектра. Работа ученых опубликована в Journal of Materials Chemistry.

Нанокристаллы перовскита состоят из ионов цезия, свинца и галогенов — таких как хлор, бром и йод. Они поглощают ультрафиолетовое излучение и затем переизлучают его в виде света, цвет и интенсивность которого можно контролировать. Так, добавив лантаноиды, к примеру, иттербий, можно получить интенсивное излучение в инфракрасном диапазоне. Однако синтез таких структур проводится при высоких температурах, что зачастую нарушает кристаллическую структуру. Это негативно влияет на оптические свойства образцов, зачастую снижает их качество и препятствует их практическому использованию в различных областях оптоэлектроники.

Ученые из России и Китая при комнатной температуре добавили в наноструктуры перовскита раствор с ионами иттербия. Они встраивались в структуру перовскитов, что приводило к появлению инфракрасного излучения. При этом чем больше ученые добавляли раствора иттербия, тем интенсивнее становилось свечение. Исследовав оптические свойства образцов, ученые выяснили, что свойства легированных наноструктур перовскитов зависят от расположения ионов в кристаллической структуре.

После этого исследователи попробовали использовать свой метод и для других ионов — в частности, марганца. Им удалось получить образцы, светящие в красной области спектра, что интересно для создания различных типов светодиодов. Наконец, специалисты добавили в наноструктуры «комбинированный» раствор ионов двух металлов — и получили образцы с излучением в трех разных диапазонах спектра. Настраивать их свойства можно, меняя соотношений иттербия и марганца.