Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета, Института общей и неорганической химии им. Куренкова РАН и Университета Ливерпуля разработали новый подход к созданию светоизлучающих материалов на основе органических соединений палладия. Открытие может стать основой для светодиодов нового поколения, которые можно будет использовать при создании дисплеев для смартфонов и мониторов для ноутбуков и телевизоров. Результаты исследования опубликованы в журнале Inorganic Chemistry.
Основой для изготовления органических светодиодов (organic light-emitting diode, OLED) являются производные платиновых металлов, способные преобразовывать электрические заряды в свет с эффективностью в 100 %. Однако уже нашедшие применение светоизлучающие материалы — в том числе органические производные платины и иридия — отличаются высокой стоимостью, а также быстрым «выгоранием» излучающего слоя.
Решить эту проблему попытались ученые из Санкт-Петербургского государственного университета, Института общей и неорганической химии им. Куренкова РАН и Университета Ливерпуля, которые применили новый подход к созданию OLED-материалов на основе соединений палладия, одного из металлов платиновой группы. Новые соединения были получены в виде кристаллов, испускавших яркий зеленый свет при облучении ультрафиолетов, и тонких полимерных пленок. Чтобы определить строение кристаллов, ученые пропускали их через рентгеновские лучи, которые «падали» на детектор по определенной траектории в зависимости от строения исследуемого соединения.
Авторы установили, что в кристаллах расстояние между атомами палладия настолько невелико, что между металлами образуется взаимодействие, которое приводит к перераспределению электронов, в результате чего вещество может переходить в излучающее состояние. При этом замена атомов палладия на атомы платины может позволить получить вещества с желтым, оранжевым и красным цветом излучения.
«Палладий относится к металлам платиновой группы и имеет большее по сравнению с платиной и иридием содержание в земной коре, однако, несмотря на это, его соединения практически не используются в светоизлучающих материалах, потому что много энергии рассеивается в виде тепла. Нам удалось не только получить новые соединения палладия с эффективной люминесценцией, но и — что, на мой взгляд, более важно — разработать рецепт дизайна нового типа светоизлучающих материалов», — цитирует Российский научный фонд одного из авторов исследования, доктора химических наук Михаила Книжалова.
