Cambridge „łamie” fizykę LED-ów. Naukowcy zmusili izolatory do przewodzenia prądu
Diody LED są wszędzie – od ekranu twojego zegarka po żarówkę w kuchni. Technologia ta ma jednak swoje ograniczenia materiałowe. Niektóre pierwiastki świetnie świecą, ale fatalnie radzą sobie z prądem.
Zespół z Cavendish Laboratory na Uniwersytecie w Cambridge właśnie obszedł ten problem, tworząc hybrydę, która może zrewolucjonizować m.in. diagnostykę medyczną.
Odkrycie, opublikowane na łamach prestiżowego Nature, dotyczy tzw. nanocząstek lantanowców (LnNPs). Fizycy od dawna wiedzieli, że cząsteczki te mają fantastyczne właściwości optyczne – potrafią emitować bardzo czyste, ostre światło w konkretnych barwach. Miały jednak jedną, dyskwalifikującą wadę: są izolatorami.
Pomóż nam rozwijać iMagazine – ruszyło badanie czytelnictwa 2026
W skrócie: do tej pory, aby zmusić je do świecenia, trzeba było w nie świecić innym laserem. Podłączenie ich do prądu nie dawało efektu, bo ładunek elektryczny po prostu przez nie nie przepływał. A trudno zbudować diodę LED z czegoś, co zachowuje się jak kawałek ceramiki.
Organiczny „koń trojański”
Naukowcy z Cambridge znaleźli jednak sposób na obejście tej bariery. Zastosowali metodę hybrydyzacji. Pokryli nanocząstki lantanowców warstwą organicznego barwnika (9-ACA).
Działa to na zasadzie „transferu energii trypletowej”. Organiczna powłoka działa jak antena – przyjmuje ładunek elektryczny, zamienia go w stan wzbudzony (ekscyton), a następnie przekazuje tę energię do „nieprzewodzącego” rdzenia lantanowca. W efekcie izolator zaczyna świecić, napędzany prądem, którego teoretycznie nie powinien przyjąć.
Dlaczego to ważne?
Ostudzimy nieco entuzjazm – to odkrycie nie oznacza, że jutro Samsung pokaże nowy telewizor w tej technologii. Emitowane przez te hybrydy światło to głównie bliska podczerwień (NIR).
To jednak świetna wiadomość dla medycyny. Promieniowanie NIR doskonale przenika przez ludzkie tkanki (znacznie lepiej niż światło widzialne). Nowe, ultrawydajne diody oparte na lantanowcach mogą pozwolić na stworzenie miniaturowych urządzeń do głębokiego obrazowania tkanek, które będą bezpieczniejsze i dokładniejsze niż obecne metody (np. RTG).
Zespół z Cambridge podkreśla, że technologia jest skalowalna, co otwiera drzwi do zupełnie nowej klasy optoelektroniki biomedycznej.
Chcesz być mądrzejszy? Neuronauka podpowiada 5 prostych metod na turbodoładowanie mózgu
