Químicos rusos han logrado un avance en el control de la luminiscencia de metales de tierras raras. Investigadores de la Escuela Superior de Economía (НИУ ВШЭ) y del Instituto de Síntesis Petroquímica de la Academia de Ciencias de Rusia han desarrollado un método que permite cambiar el color y el brillo de la luminiscencia de estos elementos mediante la selección de un entorno químico especial.
Los elementos de tierras raras, como el lantano, el cerio y el terbio, se utilizan ampliamente en microelectrónica, LED y materiales luminiscentes (letreros de neón, lámparas LED y pantallas de dispositivos modernos). Su principal característica es la capacidad de emitir luz de un color estrictamente definido. Ahora, los científicos han aprendido a modificar estas propiedades, creando nuevos compuestos con características específicas.
Los químicos crearon una serie de compuestos desde el cerio hasta el terbio, lo que permitió identificar patrones generales en el cambio de propiedades. Resultados especialmente impresionantes mostraron los ionómeros de cerio: en lugar de la habitual luminiscencia ultravioleta, se logró obtener una emisión amarilla.
Antes ya se había observado el cambio de color de la luminiscencia, pero no se entendía cómo funcionaba. Ahora, con la participación de nuestros colegas físicos, hemos logrado comprender el mecanismo de este efecto.
El secreto del nuevo método radica en el uso de moléculas orgánicas especiales, los ligandos. Estos crean un campo electrostático específico alrededor del ion, que cambia la energía de los orbitales electrónicos y permite controlar el espectro de luminiscencia.
Normalmente, la molécula ligando absorbe la luz ultravioleta, pasa a un estado excitado y transfiere esta energía al átomo de metal. Pero en los nuevos compuestos, el proceso siguió un camino diferente: la energía no se transfería directamente a los electrones 4f, sino a través de un estado intermedio 5d.
El descubrimiento tiene una gran importancia práctica. El nuevo enfoque permitirá diseñar de manera más eficaz materiales con propiedades específicas para la creación de fuentes de luz, pantallas y láseres modernos. Esto es especialmente importante para el desarrollo de la electrónica y la industria óptica nacional.
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