Соединение представляет собой желтоватое твердое вещество. Если растворить его в жидкости или нанести тонкий слой на электрод, а затем подать электрический ток, он испускает интенсивное зеленое свечение. Причина: молекулы поглощают подводимую к ним энергию и постепенно снова излучают ее в виде света.
Этот процесс называется электролюминесценцией. На этом принципе основаны светодиоды.
Это зеленое люминесцентное вещество является горячим кандидатом для производства OLED, органических светодиодов. Уже около трех лет OLED-светодиоды используются, например, в дисплеях смартфонов.
Тем временем на рынке появились и первые гибкие телевизионные экраны из этих материалов.
Кроме того, OLED-светодиоды делают возможным экономичное освещение помещений с большой площадью поверхности.
Однако сначала необходимо найти материалы, наиболее подходящие для этого применения. Это связано с тем, что многие вещества, рассматриваемые для OLED, содержат дорогие материалы, такие как иридий, и это затрудняет их применение в больших масштабах и на обширных поверхностях.
Без таких добавок материалы могут фактически излучать лишь небольшую часть энергии, передаваемой им в виде света; остальное теряется, например, как колебательная энергия.
Цель текущих исследований – найти более эффективные материалы для более дешевых и экологически чистых дисплеев и освещения больших площадей.
Здесь недорогие и легкодоступные металлы, такие как медь, обещают прогресс.
Под пристальным вниманием
Исследователи провели более точное исследование медьсодержащего соединения CuPCP. В середине каждой молекулы четыре атома меди, окруженные атомами углерода и фосфора.
Медь – относительно недорогой металл, и сам состав легко производить в больших количествах – идеальные предпосылки для использования на больших обширных поверхностях.
«Мы хотели понять, как выглядит возбужденное состояние соединения», – говорит Григорий Смоленцев, физик исследовательской группы по операндо-спектроскопии.
То есть: как изменяется вещество, когда оно поглощает энергию? Например, меняется ли структура молекулы?
Как заряд распределяется по отдельным атомам после возбуждения? «Это показывает, насколько велики могут быть потери энергии, которая не будет высвобождена в виде света», – добавил Смоленцев, – «и это показывает нам, как мы можем минимизировать эти потери."
Используя два крупных исследовательских центра PSI – швейцарский источник света SLS и рентгеновский лазер на свободных электронах SwissFEL – а также Европейский центр синхротронного излучения в Гренобле, Франция, Смоленцев и его сотрудники внимательно изучили короткометражку. -живые возбужденные состояния соединения меди.
Измерения подтвердили, что это вещество является хорошим кандидатом для OLED из-за его химической структуры. Квантово-химические свойства соединения позволяют достичь высокого светового выхода.
Одна из причин этого заключается в том, что молекула относительно жесткая, и ее трехмерная структура изменяется незначительно при возбуждении. Теперь исследователи могут приступить к дальнейшей оптимизации этого вещества для использования в органических светодиодах.