Przełom w technologii LED: naukowcy z Cambridge opracowali ultra-czyste diody NIR
Naukowcy z Uniwersytetu Cambridge opracowali nowatorską metodę zasilania izolujących nanocząstek za pomocą organicznych „anten molekularnych”. Nowe hybrydowe diody LED emitują wyjątkowo czyste światło bliskiej podczerwieni, co otwiera perspektywy dla diagnostyki medycznej i komunikacji optycznej.
Nowa era w technologii LED dzięki hybrydowym nanocząstkom
Zespół badaczy z Cavendish Laboratory na Uniwersytecie Cambridge opracował przełomową technikę umożliwiającą elektryczne zasilanie izolujących nanocząstek. Dzięki zastosowaniu specjalnych organicznych cząsteczek działających jak miniaturowe anteny, powstała nowa generacja diod LED emitujących niezwykle czyste światło w zakresie bliskiej podczerwieni (NIR).
Organiczne anteny molekularne – klucz do zasilania izolatorów
W badaniach wykorzystano nanocząstki domieszkowane lantanowcami (LnNPs), znane z wyjątkowej czystości i stabilności emitowanego światła. Dotychczas ich izolacyjny charakter uniemożliwiał zastosowanie w klasycznych układach elektronicznych. Rozwiązaniem okazało się przyłączenie do powierzchni nanocząstek organicznego barwnika – 9-antracenokarboksylowego (9-ACA), pełniącego rolę anteny molekularnej.
„Te nanocząstki są znakomitymi emiterami światła, ale nie mogliśmy ich zasilać elektrycznie. To była główna bariera uniemożliwiająca ich wykorzystanie w codziennej technologii. Znaleźliśmy niejako tylne wejście do ich zasilania.” – profesor Akshay Rao
Ładunki elektryczne są wprowadzane do cząsteczek 9-ACA, które następnie przekazują energię do nanocząstek poprzez wydajny proces transferu energii w stanie trypletowym.
Ultra-czyste światło NIR i niskie napięcie pracy
Nowe diody „LnLEDs” można zasilać napięciem około 5 V, a ich emisja charakteryzuje się bardzo wąskim zakresem widmowym. To sprawia, że generowane światło jest znacznie czystsze niż w przypadku wielu konkurencyjnych technologii, takich jak kropki kwantowe.
„Czystość światła w drugim oknie bliskiej podczerwieni emitowanego przez nasze LnLEDs to ogromna zaleta. W zastosowaniach biomedycznych czy komunikacji optycznej pożądane są bardzo precyzyjne długości fali. Nasze urządzenia osiągają to bez wysiłku.” – dr Zhongzheng Yu
Zastosowania: diagnostyka medyczna i komunikacja optyczna
Hybrydowe diody LED mogą znaleźć zastosowanie w zaawansowanych technologiach medycznych, takich jak głębokie obrazowanie tkanek, monitorowanie funkcji narządów czy aktywacja leków światłoczułych. Ich wąska emisja widmowa jest również atrakcyjna dla systemów komunikacji optycznej i precyzyjnych sensorów chemicznych oraz biologicznych.
Wyniki pierwszych testów i perspektywy rozwoju
Wstępne testy wykazały zewnętrzną wydajność kwantową powyżej 0,6% dla pierwszej generacji diod NIR-II. Naukowcy podkreślają potencjał dalszego zwiększania efektywności oraz możliwość tworzenia urządzeń o zindywidualizowanych właściwościach dzięki łączeniu różnych cząsteczek organicznych i nanomateriałów izolujących.
„To dopiero początek. Otworzyliśmy zupełnie nową klasę materiałów dla optoelektroniki.” – dr Yunzhou Deng
Zobacz również:
- Test CGC: Moduły LONGi BC wyprzedzają TOPCon pod względem wydajności i temperatury
- Kondensacyjne smugi lotnicze muszą zostać uwzględnione w krajowych planach klimatycznych – nowe analizy prawne
- TAURON modernizuje oświetlenie: 20 000 nowych lamp LED jeszcze w 2025 roku
- NFOŚiGW promuje program „Czyste Powietrze” na forum ECA Energy Knowledge 2025
- Globalny rynek LNG przed rekordową falą nowych projektów – IEA uruchamia narzędzie do śledzenia mocy skraplania
Źródło: ScienceDaily
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
PGE Energia Odnawialna wybrała wykonawcę Magazynu Energii Gryfino
PGE Energia Odnawialna zakończyła wybór wykonawcy dla największego w Polsce bateryjnego magazynu energii – inwestycji w Gryfinie. Projekt zrealizuje konsorcjum polskich firm, a dostawcą technologii będzie Fluence Energy.
ORLEN rozwija sieć ultraszybkich hubów ładowania w Czechach
ORLEN uruchomił pierwsze wielostanowiskowe huby ultraszybkiego ładowania pojazdów elektrycznych w Czechach, realizując strategię ekspansji poza Polską. Do końca 2026 roku spółka planuje otworzyć 11 takich lokalizacji, a do 2030 roku – ponad 600 punktów ładowania.
Program NaszEauto z nowymi, uproszczonymi zasadami – szybsze dofinansowanie na transport zeroemisyjny
NFOŚiGW wprowadza uproszczenia w programie NaszEauto – wnioskodawcy mogą teraz skorzystać z gwarancji zamiast weksla lub cesji AC, co przyspieszy wypłatę dofinansowania na pojazdy zeroemisyjne.
Farma fotowoltaiczna Łosienice przyłączona do sieci – Energa przekracza 1 GW mocy OZE
Grupa Energa uruchomiła przyłącze farmy fotowoltaicznej Łosienice na Pomorzu. Nowa instalacja o mocy 39,9 MW zwiększa potencjał OZE spółki powyżej 1 GW i zasili ponad 20 tys. gospodarstw domowych.
ORLEN zwiększa krajowe wydobycie gazu ziemnego – nowe inwestycje w Jastrzębcu i Sierosławiu
ORLEN uruchomił wydobycie gazu ziemnego z nowych odwiertów w Jastrzębcu i Sierosławiu, zwiększając krajową produkcję i wzmacniając bezpieczeństwo energetyczne Polski. Inwestycje te zapewnią stabilne dostawy surowca dla energetyki i przemysłu przez kolejne lata.
Dziewięć kluczowych wniosków dla przyszłości polskiego ciepłownictwa – raport Polityki Insight
Transformacja polskiego ciepłownictwa wymaga wielopoziomowych inwestycji i zmian regulacyjnych. Raport Polityki Insight, przygotowany przy współpracy z Fortum, wskazuje dziewięć najważniejszych kierunków rozwoju sektora.
Komentarze