Сотрудники Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) в кооперации с учеными из Московского физико-технического института и Института физики Национальной академии Украины, сообщило Агентство научной информации "ФИАН-информ", разработали методику создания новых планарных (от лат. planus - плоский, ровный) металлоорганических структур, которые могут послужить хорошей основой для электролюминесцентных источников света субмикронных размеров с управляемым спектром излучения.

Переход на новые способы освещения - важная задача современного общества. От традиционных - с помощью ламп накаливания - уже избавляются Евросоюз и США. В странах ЕС, например, полностью заменить их энергосберегающими планируют к 2012 г. В Америке они должны исчезнуть из продажи к 2014-му. Не исключено, что в ближайшее время и в России в целях повышения энергоэффективности будет введен запрет на их оборот. Но довольно распространенные у нас люминесцентные лампы, несмотря на свою актуальность, все еще сложны в производстве и плохо утилизируются. Именно поэтому ученые активно ищут новые типы источников на основе полупроводниковых или органических светодиодов, в которых используются так называемые OLED-технологии (от англ. Organic Light-Emitting Diode - органический светоизлучающий диод). А ряд российских и украинских специалистов, в свою очередь, предлагает обратить внимание на возможности электролюминесценции металлоорганических структур.

И в ФИАНе в 2010 г. уже получили пилотную партию таких низкомолекулярных материалов. О проделанной работе рассказал сотрудник института, кандидат физико-математических наук Дмитрий Чубич: "Методика изготовления планарной структуры состоит в термическом напылении пленки золота в зазор размером 30 мкм между двумя электродами на стеклянной подложке. Работа идет в сверхвысоком вакууме при давлении около 10 Торр. В результате получается металлическая пленка, состоящая из отдельных островков. Такие структуры уже хорошо изучены. Мы же исследовали не просто металлическую пленку, а композит, т.е. напыляли сверху нее слой органики. В этом случае вклад в излучение дает не только металл, но и органическая компонента. При этом, если ее подбирать, можно варьи-

ровать характер спектра и таким способом создавать субмикронные (менее 1 мкм) источники света".

Отметим: спектр люминесцентных и ламп накаливания весьма близок к естественному для нас дневному солнечному освещению. Излучение же предлагаемых новинок не так благоприятно для человека, что служит одним из препятствий на пути их внедрения. Перед исследователями стоит задача найти источник, в спектре которого подавлены "лишние" компоненты излучения, а основная энергия приходится на видимый диапазон, привычный для глаза. Электролюминесценция структур, получаемых с помощью разработанной группой ученых методики, как раз и предоставляет значительные возможности управления спектром осветительного прибора, т.е. позволяет создавать источники "естественного" освещения.

"Сначала в качестве органической компоненты был взят стандартный электролюминофор Alq₃, - пояснил Чубич. - Именно на этом люминофоре в 1986 г. создан первый органический светоизлучающий диод. Мы его взяли для того, чтобы выяснить, работает ли наше устройство. Удостоверившись в том, что работает, стали использовать органические комплексы редкоземельных элементов европия (Eu) и тербия (Tb) - у этих веществ узкие характерные линии, поэтому их легко узнать в спектре. Ну а дальше начали изучать механизм возникновения их свечения".

В результате в отделе люминесценции ФИАН были получены планарные светоизлучающие устройства на основе островковых пленок золота и комплексов Eu и Tb, а также установлен механизм электролюминесценции структуры - в ней доминирует органическая компонента. Как выяснили ученые, они могут служить источниками света субмикронных размеров с узким спектром излучения в красной и зеленой областях. Причем тербиевые материалы дают эффективность фотолюминесценции до 100%. Образцы, с которыми работают в ФИАНе, показывают результат около 95%, т.е. они отдают практически все, что поглощают, незначительно меняя длину волны (кстати, в лучших промышленных японских образцах этот показатель несколько слабее), и значит, перспективны для производства различных источников света и дисплеев. Использование их в будущем можно рассматривать как следующий шаг в развитии оптоэлектроники, ведущий к вытеснению нынешних светодиодов на неорганических материалах.

По материалам Агентства научной информации "ФИАН-информ", 5 мая 2010 г.

Материал подготовила Марина ХАЛИЗЕВА

Publisher:

Permanent link for scientific papers (for citations):

Comments: