Современные технологии освещения и дисплейных систем требуют разработки эффективных, экономичных и экологически чистых светодиодных (LED) устройств с ярким, устойчивым и точным спектром свечения. Особое внимание привлекает глубокий синий цвет, который востребован для создания широкого спектра оттенков в дисплеях, повышения качества белого света в освещении и других высокотехнологичных приложениях. В этом контексте инновационные гибридные светодиоды на основе медно-йодидных соединений с использованием концепции двойной межфазной водородной связи открывают новые возможности для промышленного внедрения и дальнейших исследований в области оптоэлектроники.Гибридные медно-йодидные материалы известны своей нетоксичностью, доступностью и возможностью решения проблемы дороговизны и ограниченности традиционных светодиодных полупроводников, основанных на тяжелых металлах. Одной из ключевых характеристик таких материалов является высокая фотолюминесцентная квантовая отдача, которая достигает почти единицы – это означает, что практически каждый фотон, поглощенный материалом, преобразуется в световой сигнал.
В недавно проведенных исследованиях была зарегистрирована квантовая эффективность около 99,4%, что является значительным технологическим прорывом.Глубокий синий цвет со спектральной линией излучения около 449 нанометров и соответствующими цветовыми координатами (0.147, 0.087) обеспечивает чистоту и яркость света, необходимую для высококачественных экранов и освещения. Для достижения таких характеристик были применены инновационные методики обработки тонких пленок активного эмиссионного слоя.
Ключевым элементом является реализация уникальной стратегии двойной межфазной водородной связи, которая служит для пассивации гетеропереходов между эмиттером и прилегающими слоями, что приводит к оптимизации зарядового инжектирования и повышению эффективности устройства.Двойная межфазная водородная связь представляет собой совокупность взаимодействий между активным медно-йодидным слоем и специальной самособирающейся монослойной структурой, являющейся донором водородных связей, а также ультратонким покрытием из полиметилметакрилата (PMMA). Такая комплексная поверхностная обработка снижает количество дефектных состояний на интерфейсах, которые обычно являются центрами рекомбинации без излучения и снижают эффективность светодиодов. В результате повышается не только светоотдача устройства, но и его стабильность при эксплуатационных условиях.В созданных прототипах интенсивность свечения достигала максимума около 3970 кд/м² при внешнем квантовом выходе 12,57%, что значительно превосходит показатели многих традиционных органических и гибридных светодиодов в глубоком синем диапазоне.
При этом устройствам свойственна длительная работоспособность с T50 около 204 часов, что обозначает время, за которое яркость уменьшается вдвое. Такие показатели указывают на возможность стабильного функционирования в реальных условиях без снижения качества света и деградации материала.Технология обеспечивает не только маленькие образцы, но и масштабирование с изготовлением крупных устройств площадью до 4 квадратных сантиметров, сохраняющих высокую эффективность и стабильность. Это делает данные материалы и методы привлекательными для промышленного производства и интеграции в современные системы освещения и дисплеи, включая мобильную электронику, телевизионные панели и архитектурное светодиодное освещение.В дополнение к технологическим аспектам стоит подчеркнуть важность экологической составляющей.
Использование медно-йодидных соединений, не содержащих тяжелых и токсичных элементов, формирует основу для создания экологически безопасных решений, что совпадает с глобальными тенденциями перехода к устойчивым материалам. Это направление будет поддерживаться государственными программами по сокращению вредных выбросов и отходов производства электроники, а также отвечать возрастающим требованиям потребителей к безвредной и энергоэффективной продукции.С точки зрения фундаментальной науки, применение двойной межфазной водородной связи открывает новые перспективы для понимания механизмов взаимодействия на границах материалов и управления свойствами электронных и оптических процессов. Такой подход способствует тонкой настройке взаимодействия между слоями, улучшая перенос зарядов и минимизируя энергетические потери. Это направление исследований сможет быть расширено и на другие соединения и композиции, что усилит потенциал разработки гибридных композитных систем с заданными свойствами.
