Новые источники света смогут заменить Солнце

 

Переход на новые источники освещения — важная задача современного общества. Летом прошлого года, на заседании президиума Госсовета по вопросам повышения энергоэффективности российской экономики президент Дмитрий Медведев отметил, что задачи, которые сегодня ставятся, "очень нелегкие", "некоторые потребуют ряда жестких решений, а также исполнения ряда жестких рекомендаций". Президент не исключил, что в России в целях повышения энергоэффективности будет введен запрет на оборот ламп накаливания. "Обратите внимание, что в ряде случаев нам придется просто вводить запреты, например запрет на оборот ламп накаливания", - сказал Медведев.
 

От ламп накаливания уже избавляются Евросоюз и США. В странах ЕС полностью заменить традиционные лампы накаливания энергосберегающими планируется к 2012 году. А в США они должны исчезнуть из продажи к 2014 году. "Это такая революционная штука - организовать систему контроля за оборотом накаливания", - подчеркнул он .-  "Сейчас это кажется довольно сложным моментом, но, тем не менее, руководители крупных регионов, руководители крупных промышленных предприятий должны исходить из того, что все требования (по повышению энергоэффективности) попадут в стандарты, и за их нарушение должны будут нести ответственность, в том числе материальную", - сказал президент. Свои доводы президент высказал и в Послании к Федеральному собранию.

Безусловно, что высокотехнологичные энергосберегающие приборы весьма дороги. Но населению было обещано компенсировать расходы на приобретение новых энергосберегающих ламп или выдавать на эти цели льготные кредиты.
 

Лампы накаливания, на самом деле, изжили себя, а люминесцентные, несмотря на свою актуальность, всё ещё сложны в производстве и очень плохо утилизируются. Именно поэтому наука активно ищет, а производство внедряет новые типы источников света - к примеру, на основе полупроводниковых светодиодов, на смену которым уже приходят органические светодиоды (OLED). В свою очередь, команда исследователей из ФИАНа, МФТИ и Института физики НАН Украины предлагает обратить внимание на возможности электролюминесценции металлоорганических структур. 

 «Методика изготовления планарной структуры (то есть источника света) состоит в термическом напылении плёнки золота в 30-микронный зазор между двумя плёночными электродами на стеклянной подложке, - рассказывает сотрудник ФИАНа, кандидат физико-математических наук Дмитрий Чубич. - Процесс происходит в сверхвысоком вакууме при давлении около 10 мм рт. ст. Плёнка получается не сплошная, а из отдельных островков - так называемая металлическая островковая плёнка, хорошо исследованная структура. Мы же изучали не просто металлическую плёнку, а композит, то есть сверху напыляли слой органики. В этом случае вклад в излучение даёт не только металлическая островковая пленка, но и органический компонент. При этом, если подбирать последний, можно варьировать характер спектра. Таким способом можно создавать субмикронные (менее 1 мкм) источники света с управляемым спектральным составом».

Спектр ламп накаливания и люминесцентных ламп близок к естественному солнечному освещению. Напротив, излучение многих новых источников не столь благоприятно для человека, и это одно из препятствий на пути их внедрения. Таким образом, нужно получить источник, в спектре которого подавлены «лишние» компоненты излучения, а основная энергия приходится на привычный видимый диапазон. Электролюминесценция структур, получаемых с помощью упомянутой выше методики, как раз предоставляет возможности управления спектром осветительного прибора, что позволит создавать источники «естественного» освещения.
 

В качестве органического компонента использовались Alq3 и β-дикетонаты таких редкоземельных элементов, как Eu(DBM)3bath, Eu(DBM)3phen, Eu(DBM)3*2H2O и Tb(thd)3.

«Сначала мы взяли стандартный электролюминофор Alq3, — поясняет Дмитрий Чубич. — Именно на нём в 1986 году был создан первый органический светоизлучающий диод. Мы просто хотели понять, работает ли наше устройство. И только потом использовали органические комплексы европия и тербия, у которых узкие характерные линии, поэтому их легко узнать в спектре. Ну а затем уже изучался механизм возникновения их свечения».

В итоге в отделе люминесценции ФИАНа были созданы планарные светоизлучающие устройства на основе островковых плёнок золота и комплексов европия и тербия, а также определён механизм электролюминесценции структуры, в которой доминирует органический компонент. Как выяснили учёные, планарные структуры на основе β-дикетонатов редкоземельных элементов могут служить источниками света субмикронных размеров с узким спектром излучения в красной (органические комплексы Eu) и зелёной (органические комплексы Tb) областях спектра.

Работа может быть развёрнута в целый комплекс исследований по созданию планарных светоизлучающих устройств с различными свойствами.

 
Егор Парфенов

(использованы материалы Физического института им. П. Н. Лебедева РАН)

 

смотрите также