Химики из Санкт-Петербурга создали инновационные неорганические люминофоры на основе боратов стронция, висмута и европия, способные излучать насыщенный красный свет. Соединения демонстрируют высокую эффективность преобразования энергии, что открывает перспективы их применения в современных светодиодных лампах. Исследование проведено при поддержке Российского научного фонда (РНФ), а его результаты уже опубликованы в авторитетном научном журнале.
Светодиоды будущего: почему важны новые люминофоры
Люминофоры — ключевые компоненты светодиодов, обеспечивающие яркость и энергоэффективность. В отличие от ламп накаливания, LED-технологии не нагреваются, потребляют меньше ресурсов и служат в разы дольше. Однако для массового производства необходимы материалы, устойчивые к температурным перепадам, химическим воздействиям и обладающие стабильной люминесценцией. Именно такие соединения удалось синтезировать петербургским исследователям.
Бораты: универсальная основа для инноваций
Основой разработки стали бораты — соли борной кислоты, известные термической стабильностью и разнообразием кристаллических структур. Уникальность этих соединений — в способности атомов бора формировать тетраэдрические, линейные и другие геометрические конфигурации. Это позволяет создавать материалы с заданными оптическими свойствами при относительно низких температурах синтеза (650–900°С).
Синтез и анализ структуры
Специалисты Санкт-Петербургского государственного университета и Института химии силикатов имени И.В. Гребенщикова использовали метод спекания оксидов висмута, европия и карбоната стронция. Для изучения кристаллической структуры применяли рентгеновскую дифракцию, что позволило точно определить расположение атомов и длину химических связей в новых боратах.
Оптимальный состав и цветовые характеристики
Наибольшей яркостью обладал образец с соотношением висмута к европию 3:1. Увеличение доли европия снижало эффективность свечения из-за изменений в кристаллической решетке. Спектральный анализ подтвердил соответствие цветовых координат соединений промышленным стандартам красного люминофора, что критично для использования в освещении и электронике.
Перспективы внедрения
«Наши люминофоры сочетают простоту синтеза с выдающимися характеристиками, — отмечает руководитель проекта Станислав Филатов, профессор СПбГУ. — Это важный шаг к созданию энергоэффективных светодиодов нового поколения». Ученые уверены, что разработка ускорит переход на экологичные осветительные технологии и укрепит лидерство России в области материаловедения.
Источник: indicator.ru
