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
Fortum rozszerza współpracę ze Steady Energy nad reaktorami SMR do ciepłownictwa
Fińska spółka energetyczna Fortum zacieśnia współpracę z firmą Steady Energy, inwestując w rozwój małych reaktorów modułowych (SMR) dedykowanych produkcji ciepła. Nowa umowa obejmuje wsparcie eksperckie oraz inwestycję kapitałową w innowacyjny reaktor LDR-50.
Coraz większa rola osadów ściekowych w produkcji energii i odzysku fosforu w Niemczech
Niemieckie oczyszczalnie ścieków coraz częściej wykorzystują osady ściekowe do produkcji energii i odzysku cennych surowców, takich jak fosfor. Najnowsze dane Federalnego Urzędu Statystycznego za 2024 rok pokazują zmiany w sposobach zagospodarowania tych odpadów.
Globalne wyzwania i szanse: amoniak jako nośnik energii i wodoru według badaczy MIT
Amoniak może odegrać kluczową rolę w dekarbonizacji energetyki i transporcie wodoru. Nowe badania MIT pokazują, jakie są koszty i emisje różnych technologii produkcji amoniaku na świecie.
Najbogatszy 1% świata zużył swój roczny limit emisji CO2 w 10 dni – analiza Oxfam
Nowa analiza Oxfam ujawnia, że najbogatszy 1% globalnej populacji przekroczył swój roczny limit emisji CO2 już w pierwszych 10 dniach 2026 roku. Wyniki te podkreślają rosnącą nierówność klimatyczną i konieczność zdecydowanych działań wobec największych emitentów.
Autonomiczne dostawcze robovany w Chinach – szybki rozwój i wyzwania technologiczne
W chińskich miastach coraz częściej pojawiają się autonomiczne pojazdy dostawcze. Innowacyjne rozwiązania przyciągają uwagę, ale niosą też nowe wyzwania dla bezpieczeństwa i infrastruktury.
Ponad 4 mln zł z KPO na termomodernizację szkoły i przedszkola w Przedczu
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej podpisał dwie umowy na dofinansowanie kompleksowej termomodernizacji Szkoły Podstawowej i Przedszkola Gminnego w Przedczu. Projekty otrzymały ponad 4 mln zł bezzwrotnej dotacji z KPO.
Komentarze