Углеродные точки — перспективный материал для создания светодиодов и дисплеев. Это нетоксичные, биосовместимые и простые в изготовлении наночастицы, которые получают из дешевых и доступных компонентов, в том числе из лимонной кислоты и хлорофилла. В отличие от перовскитов, которые также могут быть использованы для создания светодиодов, углеродные точки обладают высокой стабильностью и могут «выживать» в различных растворителях, в том числе в воде. Также их поверхность можно функционализировать, то есть присоединять к ней различные группы и полимеры — это позволяет частицам проще встраиваться в структуру других материалов, что делает их удачной основой для композитов, например, для светоизлучающих слоев в светодиодах.
Исследователи предложили обрабатывать точки полиэтиленгликолем прямо в процессе их «варки» в печи. Новый метод значительно повысил яркость фотолюминесценции наночастиц при тех же затратах энергии и позволил создать на их основе стабильные светодиоды с яркостью, как у более сложных в изготовлении аналогов/
По данным пресс-службы, в ходе работы ученые ИТМО обработали новым способом два вида углеродных точек — гидрофильные, которые хорошо растворяются в полярных растворителях, и амфифильные, которые растворяются в любых растворителях. Сильнее всего после обработки улучшились оптические свойства гидрофильных углеродных точек: максимальный квантовый выход составил около 75-80%, в то время как у необработанных он равен 30%. Квантовый выход амфифильных точек, которые могут использоваться при создании светодиодов, возрос с 20% до 25-30%.
Максимальная яркость светодиодов из обработанных углеродных амфифильных точек достигла 2 500 кандел на 1 кв. м (из необработанных — 2 000 кандел) — это примерно соответствует яркости существующих светодиодов на основе органических красителей и перовскитов. Кроме того, полученные на основе обработанных углеродных точек светодиоды оказались устойчивыми: они смогли пережить без дополнительного охлаждения более 50 циклов включения-выключения, непрерывную работу в течение 30 минут и не деградировали — это считается достаточно хорошим результатом.