Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

INFOX: Химики МГУ улучшили LED-мониторы осаждением

Ключевые слова:  OLED, периодика

Автор(ы): Ася Парфёнова, Георгий Сарсеков

Опубликовал(а):  Уточникова Валентина Владимировна

17 декабря 2009

Создание светодиодов, или LED — light-emitting diode, по праву считается одним из наиболее значимых достижений химии материалов XX века. Сейчас светодиодные элементы можно встретить где угодно: это и подсветка экранов мобильных телефонов, и индикаторы работы различных бытовых приборов, массивы светодиодов используются для бытового и уличного освещения, в светофорах и экранах наружной рекламы. Однако все это — неорганические светодиоды, созданные на основе различных полупроводниковых соединений. Такие устройства имеют множество достоинств, таких как высокая эффективность, яркость, возможность получить свет практически любой длины волны, при этом чистый, или монохроматичный, с узким пиком и без дополнительных шумов.

Но наряду с достоинствами неорганические LED имеют и ряд недостатков. Например, для начала их работы требуются достаточно высокие напряжения. А еще эти материалы слишком хрупкие. Поэтому с их применением невозможно изготовить гибкие дисплеи — мечту современных маркетологов.

Органический свет

В те же 60−е годы мировому научному сообществу были представлены первые OLED — органические светодиоды. Первые устройства, в качестве основного люминесцентного, или «светящего», материала в которых применялось органическое вещество, были малоэффективными и обладали совсем небольшим временем жизни. Но работа шла, OLED совершенствовались, в 1990−е годы обнаружилось, что некоторые полимеры прекрасно подходят на роль «сердца» OLED. На основе этих материалов и были созданы первые OLED-дисплеи — с низким энергопотреблением и достаточно большим временем жизни.

Впрочем, люминесцентные полимеры все-таки недостаточно устойчивы, поэтому их применение требует сложной конструкции дисплея со специальными покрытиями, которые смогут защитить нежный полимер от воздействия факторов внешней среды. К тому же, спектр люминесценции полимеров представляет собой очень широкую полосу, что делает невозможным получение чистых цветов.

Однако работа над улучшением устройства полимерных OLED — не единственное направление научной работы в этой области. Сейчас многие материаловедческие лаборатории во всем мире работают над получением альтернативных материалов для светящего слоя OLED совершенно иной природы — это так называемые координационные соединения (КС) редкоземельных элементов (РЗЭ). Такие материалы еще называют молекулярными, потому что каждая молекула этого вещества, по сути, — прибор. Она состоит из крупного иона редкоземельного металла, или лантанида, такого как европий или тербий, окруженного сложными и разветвленными анионами и нейтральными группами.

Молекулярная машина

Механизм люминесценции КС РЗЭ довольно сложен, и по-настоящему описать его можно лишь в терминах квантовой механики. Но суть его можно объяснить и в более простых терминах, как это сделал для Infox.ru магистрант факультета наук о материалах МГУ им. Ломоносова Дмитрий Плешков: «Свет поглощается органической частью молекулы. Затем вследствие внутримолекулярного переноса энергия попадает на центральный ион, с которого уже и происходит излучение света».

Использование редкоземельных элементов в силу их физической природы позволяет получать люминесцентные материалы с очень узким пиком люминесценции, то есть с очень монохроматичным светом. Но для того чтобы свечение было ярким, а материал — химически устойчивым и пригодным для создания световых устройств, нужно подобрать иону соответствующее органическое окружение.

Замена одних органических анионов на другие, добавление или замещение нейтральных групп — таких, которые занимают место в координационной сфере, то есть на поверхности крупного атома, но не образуют с ним электрической связи, — все это дает возможность улучшать функциональные свойства люминесцентных материалов. В Лаборатории химии координационных соединений химического факультета МГУ им. Ломоносова, где выполняет свою магистерскую работу Дмитрий Плешков, исследовния КС РЗЭ ведутся уже не первый год. По их результатами выпущено немало статей в ведущих научных журналах, а специалисты, вышедшие из стен лаборатории, продолжают исследования в ведущих лабораториях мира.

От вещества к материалу

Впрочем, получением и исследованием новых соединений в лаборатории не ограничиваются. Кроме чисто химических здесь бьются над решением и материаловедческих задач. Одна из них — получение тонких пленок люминесцентных соединений. «Многие из материалов, которые ярко светят и могли бы быть перспективными для создания OLED-дисплеев, практически невозможно получить в виде тонких пленок теми методами, которые известны на настоящий момент. Мы предложили решение этой проблемы: метод реакционного осаждения», — рассказала Валентина Уточникова, аспирантка и коллега Дмитрия по лаборатории.

Действительно, если вещество плохо растворимо и «нелетуче», то есть с трудом переводится в газовую фазу, то пленку из него получить довольно сложно. В Лаборатории химии координационных соединений создали реактор, который позволяет решить эту проблему для многих соединений. В реакторе раздельно нагреваются и испаряются при низком давлении два вещества — реагенты, из которых можно получить желаемое соединение. В определенный момент они смешиваются и взаимодействуют. Полученное нелетучее соединение тут же осаждается на подложку, а побочные продукты улетают.

Ученые из МГУ научились получать таким способом пленки толщиной 100−200 нм из множества соединений, которые ранее в пленочном виде не получались. Реактор, позволяющий проводить реакционное осаждение, уже запатентован, а результаты, полученные с его помощью, опубликованы. Осталось только соорудить из этих пленок светодиоды и собрать мониторы нового поколения.


В статье использованы материалы: INFOX


Средний балл: 9.8 (голосов 4)

 


Комментарии
Трусов Л. А., 21 декабря 2009 12:00 
"Химики МГУ" уже звучит как "британские учёные".
Парфенова Анна Валерьевна, 21 декабря 2009 18:26 
>>>"Химики МГУ" уже звучит как "британские учёные".

Я больше не буду :)
Александр Евгеньевич, в ЭТОЙ статья рассказывается о работе достаточно небольшой группы и их интересных разработках. ОЧЕВИДНО, что и в других группах занимаются подобными же вещами...

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Соты
Соты

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 4)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.