Российские химики разработали способ изменения цвета свечения редкоземельных металлов: открытие откроет путь к созданию уникальных светодиодов и экранов

Химики из России, представляющие НИУ ВШЭ и Институт нефтехимического синтеза РАН, разработали инновационный метод управления цветностью и интенсивностью излучения редкоземельных элементов, таких как церий, лантан и тербий. Их достижения стали возможны благодаря использованию специально разработанных органических лиганда, увеличивающих воздействие на электроны в атомах металлов. Это нововведение дает возможность создавать люминесцентные материалы с точно заданными оптическими характеристиками, что открывает новые горизонты в производстве современных осветительных приборов, дисплеев и лазеров.

Секрет открытия — в управлении энергетическими уровнями электронов редкоземельных металлов. Исследователи выяснили, что можно изменить энергетические уровни орбиталей, окружая ионы металлов определенными лигандами, которые создают электростатическое поле. В отличие от классических методов, где лиганды абсорбируют ультрафиолетовую энергию и непосредственно передают её электронам металла, новая методика применяет промежуточное 5d-состояние. Это позволило, например, церий излучать желтый свет вместо ультрафиолетового, а также получать уникальные оттенки светимости для других металлов, таких как тербий. Были синтезированы целые серии соединений для изучения закономерностей и подтверждения универсальности разработанного подхода.

Ранее наблюдаемые изменения цвета излучения редкоземельных металлов были частично необъясненными, но теперь исследователи не только смогли раскрыть таинственные механизмы, но и предложили средства для их надежного контроля. По утверждениям авторов, их технология позволит значительно повысить эффективность производства светодиодов, экранов и лазеров, обеспечив точную настройку яркости излучения для самых разнообразных областей применения, включая электронику и медицину.

Источник: iXBT