Синие пиксели в экранах — как лампочки, которые быстро перегорают. Обычные органические светодиоды для синего цвета нестабильны: их свет со временем тускнеет, а цвет уходит в сторону. Химики нашли замену — редкий металл европий.
Европий в молекуле работает как крошечная неоновая вывеска: он испускает свет за счёт перехода электронов внутри самого атома, без участия хрупких органических связей. Это как если бы вместо перегорающей нити накаливания поставили газоразрядную трубку — свет чистый, а изнашиваться почти нечему.
Учёные создали молекулу Eu5NHCrown — жёсткую клетку-корону вокруг атома европия. Такая защита не даёт металлу терять энергию впустую: почти каждый возбуждённый электрон испускает фотон. В тестовом светодиоде эффективность достигла 20,7% — это значит, из каждых 100 вложенных электронов рождается около 21 фотона. При яркости, сравнимой с солнечным днём, эффективность почти не падает.
Молекулу можно наносить стандартным для промышленности методом — испарением в вакууме. Это как печать на конвейере: материал нагревают, он превращается в пар и оседает ровным слоем на подложку. Значит, новые синие пиксели можно встроить в существующие заводские линии без переделки оборудования.
Европий возвращает экранам чистый синий цвет — тот самый, который мы видим в ясном небе. Теперь он может гореть долго и ярко, не выгорая.
Европий назван в честь Европы, а его соединения светятся красным и синим — их используют в люминесцентных лампах и для защиты евробанкнот от подделок.
В сериале «Чёрное зеркало» экраны будущего обволакивают героев идеальным цветом — возможно, такие дисплеи станут реальностью благодаря атомам редких металлов.