Исследователи из Техниона впервые представили всеобъемлющую физическую модель, которая объясняет, как свойства излучающего материала — поглощение, излучение и квантовая эффективность — влияют на характеристики света в зависимости от температуры. Выяснилось, что излучаемый свет меняет цвет, интенсивность и степень хаотичности в прямой связи с температурой и свойствами материала.
Работу провели магистрант Томер Бар-Лев и профессор Кармель Ротшильд с факультета машиностроения и Института нанотехнологий имени Рассела Берри. В центре изучения оказалась фотолюминесценция — процесс, при котором материал излучает свет в ответ на освещение. Фотоны поглощаются и переизлучаются, что лежит в основе светодиодов и оптических датчиков.
Ученые показали, что влияние физических законов, сформулированных более века назад, оказалось шире прежних представлений. В начале XX века Макс Планк описал излучение тела в термодинамическом равновесии, а Густав Кирхгоф установил идентичность свойств поглощения и излучения при одинаковых условиях. Новая работа Техниона обобщает взаимосвязь между материей и излучением вне равновесия, охватывая все типы излучения.
Авторы предложили общее уравнение, которое позволяет предсказывать и проектировать природу света люминесцентных материалов. Согласно модели, повышение температуры постепенно превращает четкое узкополосное излучение (как у светодиода) в широкое многоцветное, подобное солнечному. Это открывает путь к управлению свойствами света через регулировку температуры.
В перспективе ожидается создание передовых оптических устройств, систем связи, точного зондирования, а также применение в оптическом охлаждении и управлении тепловыми процессами. Профессор Ротшильд отметил, что разработанная модель предлагает новую физическую основу для источников света следующего поколения.
Ранее международная группа ученых добилась рекордной яркости света в лабораторных условиях.
