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
Jeden z największych magazynów energii w Polsce oficjalnie otwarty. Obiekt o mocy 200 MW wesprze stabilność KSE
W miejscowości Turośń Kościelna w województwie podlaskim uruchomiono jeden z największych bateryjnych magazynów energii w Polsce. Obiekt dysponuje mocą 200 MW oraz pojemnością 800 MWh, co pozwala na oddawanie energii do sieci z pełną mocą przez około cztery godziny. Inwestycja stanowi kolejny przykład dynamicznego rozwoju wielkoskalowych magazynów energii w Polsce, które stają się jednym z kluczowych elementów transformacji krajowego systemu elektroenergetycznego.
ACER otwiera konsultacje publiczne dotyczące nowych zasad raportowania danych REMIT
Agencja ds. Współpracy Organów Regulacji Energetyki (ACER) rozpoczęła konsultacje publiczne projektów dokumentów dotyczących zmienionych zasad raportowania danych w ramach nowelizacji rozporządzenia REMIT oraz nowych wytycznych wykonawczych.
TAURON pozyskuje 1,12 mld zł z EBI na farmę wiatrową w Miejskiej Górce – największa inwestycja OZE w regionie
TAURON uzyskał 1,12 mld zł finansowania z Europejskiego Banku Inwestycyjnego na budowę jednej z największych farm wiatrowych w Polsce – w Miejskiej Górce. Inwestycja wzmocni pozycję Grupy w transformacji energetycznej i przyczyni się do realizacji celów klimatycznych.
Fundacja Energa inwestuje w bezpieczeństwo przejazdów kolejowych – aktywne znaki STOP na Pomorzu i Warmii
Na 85 przejazdach kolejowych kategorii D w regionach Pomorza, Warmii i Mazur pojawią się innowacyjne, aktywne znaki STOP. Fundacja Energa przeznaczyła na ten cel ponad 1,2 mln zł, by poprawić bezpieczeństwo i ograniczyć liczbę wypadków na niebezpiecznych przejazdach.
147 nowych przyłączy dla stacji ładowania – rusza wielka modernizacja sieci dla elektromobilności
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej oraz operatorzy OSD inwestują 1,26 mld zł w rozbudowę i modernizację sieci elektroenergetycznych. Powstanie 147 nowych lub zmodernizowanych miejsc dostarczania energii dla stacji ładowania dużej mocy, co przyspieszy rozwój elektromobilności w Polsce.
Renaturyzacja rzek z rekordowym wsparciem: 100 mln zł dla samorządów i NGO w programie FEnIKS
Samorządy i organizacje pozarządowe po raz pierwszy mogą ubiegać się o bezzwrotne środki na renaturyzację rzek, jezior i mokradeł. W ramach programu FEnIKS dostępnych jest 100 mln zł, z możliwością dofinansowania nawet 79,71% kosztów projektów.
Komentarze