МОСКВА, 9 апреля. /ТАСС/. Российские ученые раскрыли физические механизмы, объясняющие то, почему яркость свечения ионов европия резко снижается в присутствии органических молекул, которые обычно используются для усиления свечения люминесцентных материалов на базе ионов редкоземельных металлов. Понимание этого поможет создать дешевые и яркие материалы для производства дисплеев и сенсоров, сообщила пресс-служба НИУ ВШЭ.
"До нашей работы комплексы европия с данными органическими молекулами считались практически бесполезными для создания светящихся материалов. В отличие от комплексов самария, в комплексах европия активируется дополнительный путь потери энергии. Это своего рода "черная дыра", которая "засасывает" полученную ионом энергию и не дает ему излучать свет", - пояснил доцент НИУ ВШЭ Юрий Белоусов, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как объясняют ученые, европий и другие редкоземельные металлы из группы лантанидов активно используются для создания различных люминесцентных материалов, используемых при производстве дисплеев компьютеров и носимых устройств, медицинских датчиков и ряда других сенсоров. Как правило, свечение ионов этих элементов усиливается, если добавить к ним молекулы органических соединений из класса ацилпиразолонов.
Данные вещества играют роль своеобразных "антенн", которые поглощают энергию разных типов электромагнитных волн и передают ее на ион редкоземельного металла. Это позволяет усилить свечение люминесцентных материалов на базе тербия, самария и некоторых других лантанидов, однако в случае с европием происходит обратное - интенсивность его люминесценции резко снижается, причины чего до настоящего времени не были известны.
Для получения этих сведений исследователи подготовили три набора соединений этих органических молекул и ионов самария, европия и гадолиния, вырастили из них кристаллы, определили их атомарную структуру и проследили за реакцией кристаллов на вспышки ультрафиолета при сверхнизких температурах окружающей среды. Эти опыты указали на наличие ранее неизвестного канала переноса энергии от "антенн" к иону европия.
Данный канал перехватывает энергию и бесследно рассеивает ее в виде тепла, в результате чего свечение европия ослабляется, а не усиливается, как это происходит с другими металлами. Как обнаружили ученые, работу этого канала можно подавить путем внесения небольших изменений в структуру органических "антенн". В перспективе, это позволит создать не только яркие красные материалы для дисплеев, но и высокочувствительные люминесцентные термометры и химические сенсоры на основе европия, подытожили ученые.