Les scientifiques découvrent pourquoi les grappes d'argent émettent de la lumière

Anonim

Les amas d'atomes d'argent capturés dans les zéolithes, un matériau poreux avec de petits canaux et des vides, ont des propriétés d'émission de lumière remarquables. Ils peuvent être utilisés pour des applications d'éclairage plus efficaces en remplacement des lampes à LED et TL. Jusqu'à récemment, les scientifiques ne savaient pas exactement comment et pourquoi ces petites particules émettent de la lumière. Une équipe interdisciplinaire de physiciens et de chimistes dirigée par KU Leuven a démontré pour la première fois l'origine de ces propriétés.

Les zéolithes ont une structure très rigide et bien connue contenant de nombreux petits canaux et vides. En chimie, ils sont utilisés pour stimuler certaines réactions. Les molécules «capturées» dans les vides des zéolites perdent leur mobilité et commencent à se comporter différemment. Cette recherche a permis aux scientifiques de découvrir pourquoi et comment les amas d'argent émettent de la lumière lorsqu'ils sont enfermés dans les cages d'un type spécifique de zéolite.

"Nous avons irradié un mélange de grappes d'argent avec un rayonnement synchrotron à l'installation européenne de rayonnement synchrotron de Grenoble", explique le chercheur Didier Grandjean. "Ce qui est bien, c’est qu’il nous fournit beaucoup d’informations sur la structure et les propriétés du matériau. Cependant, comme nous voulions particulièrement examiner les propriétés optiques, nous avons utilisé une nouvelle méthode qui ne mesurait délibérément que la lumière émise. De cette façon, nous étions sûrs de ne regarder que les particules spécifiques responsables de la lumière. " La recherche a fourni des preuves concluantes que seuls de petits groupes de quatre atomes d’argent sous la forme d’un tétraèdre et entourés de molécules d’eau émettent de la lumière.

"Les tétraèdres forment une unité dans laquelle deux électrons peuvent se déplacer librement. Ceci forme ce qu'on appelle un super-atome: une structure composée de plusieurs atomes, mais se comportant comme un seul atome", explique le professeur Peter Lievens. "Les propriétés optiques des grappes sont causées par les deux électrons libres. Celles-ci se désintègrent d’un niveau d’énergie plus élevé à un niveau plus faible, ce qui se traduit par une certaine nuance de lumière verte. atome." Cette nouvelle observation peut être attribuée à une collaboration intense entre chercheurs en chimie et en physique. "De plus, nos observations expérimentales sont confirmées par des calculs théoriques avancés", explique Peter Lievens.

Cette nouvelle connaissance permet aux chercheurs de modifier les propriétés des grappes d'argent ou de trouver de nouveaux matériaux présentant les propriétés optiques souhaitées. Les résultats de ces travaux sont importants pour l'étude de la lumière et de ses applications, entre autres.

L'étude est publiée dans Science.

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