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铜在绿色照明中的惊人作用

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Bayram Saparov and Dilruba Popy holding a wurtzite structure.
Bayram Saparov拿着半导体材料中常见的纤锌矿结构,旁边是皇冠体育研究生Dilruba Popy。提供照片。

铜在绿色照明中的惊人作用

皇冠体育研究人员证明,卤化铜可能是更高效的“绿色”照明技术的关键


通过

Josh DeLozier

joshdelozier@ou.edu

日期

2025年1月22日

诺曼,俄克拉荷马州。皇冠体育的皇冠体育研究人员公布了一种制造智能发光材料的新方法,这种材料在暴露于不同的热量或化学条件下时会改变其发光特性。这一发现发表在《聚合》杂志上,可能会导致辐射检测、防伪技术、信息存储和LED照明的进步。

“近年来,材料科学领域对金属卤化物投入了大量的关注,”OU副教授和该皇冠体育研究的首席皇冠体育研究员Bayram Saparov说。“这些材料令人兴奋,因为它们价格低廉,而且不含地壳中的稀有元素。这意味着,与其他需要昂贵的稀有元素或昂贵的加工条件(如高温或真空处理)的材料相比,这种材料的加工成本要低得多。”

金属卤化物是最近发现的一类半导体,用于照明显示器和太阳能电池板,以及光和辐射探测。传统上,这些材料含有有毒元素铅。然而,萨帕洛夫的皇冠体育研究小组采用了卤化铜,它易于加工,价格低廉,并且具有丰富的化学成分。

“它们还具有非常有趣的光学和电子特性,”他说。“我的一个皇冠体育研究生Dilruba Popy合成了两种新的卤化铜,它们具有惊人的橙色和绿色光发射,效率接近100%。”

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经过化学处理的晶体在紫外线下发出绿色和橙色的光。提供图片。

Popy皇冠体育研究了这些卤化铜的原子和电子结构,以便更好地理解它们的光学特性——为什么一种发出绿光而另一种发出橙色光。她还皇冠体育研究了它们的磷光,这在探测人类肉眼看不见的x射线或伽马射线等高能辐射时很重要。她确定这些卤化物可以将辐射转化为可见的绿色和橙色光。

重要的是,Popy能够在室温下证明这种光致发光。大多数化学物质只有在极低的温度下才能在黑暗中发光。根据萨帕洛夫的说法,这些卤化铜在室温下表现出光致发光,因为它们没有热猝灭——一种材料随着温度升高而发光减少的过程,因为热量破坏了产生光的能量过程。

萨帕洛夫说:“由于这种发光,这些材料还可以用于防伪应用,在官方文件上留下不可见的标记或指纹,这些标记或指纹只能在特定波长的紫外线下才能看到。”“Dilruba能够通过利用她的橙色和绿色发射材料制作加密图案来证明这一点。”

波比还发现,卤化铜是非常高效的发光体,在露天环境中也很稳定,而金属卤化铜并不总是如此。它们还可以在高温条件下加工,这对于金属卤化物来说是罕见的,因为它们在熔化时往往会分解或降解。这些发现意味着这些材料可以用于LED照明和制造用于屏幕显示的薄膜。

“我们的实验室将继续皇冠体育研究这种材料的发光特性,以便我们可以微调它们的光学特性。我为Dilruba发表这篇论文所做的工作以及我们在皇冠体育研究过程中获得的知识感到自豪。”

首页关于萨帕洛夫在固态和材料化学方面的皇冠体育研究。

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经过化学处理的指纹,肉眼看不见,在紫外线下会发出绿光。提供图形。

项目简介

“用于闪烁,防伪和发光二极管应用的刺激响应光致发光铜(I)卤化物”发表在《聚合》杂志上,DOI号。10/1002 / agt2.602。萨帕洛夫是俄勒冈州立大学道奇家庭文理学院的化学和生物化学副教授。来自密西西比州立大学和田纳西大学的皇冠体育研究人员提供了额外的支持。这项皇冠体育研究由美国国家科学基金会DMR-204590职业:探索低维卤化物的发光资助660,778美元。它于2021年5月开始,预计将于2026年4月结束。

关于皇冠体育

皇冠体育大学成立于1890年,是一所位于皇冠体育州诺曼的公立皇冠体育研究型大学。作为该州的旗舰大学,开放大学服务于州、地区和国家的教育、文化、经济和医疗保健需求。欲首页信息,请访问www.ou.edu。


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