Группа химиков под руководством профессора Университета Эмори Летиана Доу обнаружила скрытый механизм в процессе создания светодиодов (LED) на основе перовскита - гибридного материала, сочетающего органические и неорганические молекулы. Результаты, опубликованные в журнале Nature, позволяют повысить эффективность преобразования электричества в свет с типичных 20-30% до почти 40%.

"Наше открытие приводит к эффективности, близкой к 40%. Это большой скачок", - приводит слова Доу пресс-релиз университета. Перовскитные светодиоды рассматриваются как перспективные для биомедицинских сенсоров, съёмки при слабом освещении и автоматического распознавания лиц.

Ключ к улучшению обнаружился случайно. Первый автор работы Сон-Ду Бэк, работая постдоком в лаборатории Доу, заметил, что одна из партий устройств показала эффективность около 30% вместо ожидаемых 20-25%. Сначала он проверил, не проникает ли в перчаточный бокс (герметичную камеру с очищенным азотом, где собирают образцы) кислород, но эта версия не подтвердилась. Тогда исследователь решил изучить химию самого раствора.

После месяцев экспериментов выяснилось: всё дело во времени нагрева раствора. Оптимальным оказались 20 минут. При такой выдержке активнее образуется линейное соединение, повышающее эффективность светодиода, и подавляется образование кольцевого соединения, которое её снижает. Затем учёные синтезировали и очистили линейное соединение и разработали метод управления реакционным путём, что позволило поднять пиковую эффективность до 37%.

"Меня больше всего удивило, что даже деталь, которая кажется тривиальной, может иметь такое большое значение", - отметил соавтор Ю-Тин Ян.

В работе также участвовали учёные из Университета Пердью, Мичиганского университета и Принстонского университета. Авторы подчёркивают, что это лабораторный результат, а не готовый коммерческий продукт. Они планируют и дальше повышать эффективность и срок службы перовскитных светодиодов, а также продемонстрировать их применимость в биомедицинских исследованиях.

Источник: Tech Xplore