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  • Equipe de pesquisa desenvolve emissor quântico de autocura com brilho sem precedentes

    O professor Hao-Wu Lin, do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade Nacional de Tsing Hua, em Taiwan, desempenhou um papel fundamental no desenvolvimento dos emissores quânticos mais brilhantes do mundo em temperatura ambiente. Crédito:National Tsing Hua University

    Os pontos quânticos de perovskita são as estrelas ascendentes dos emissores quânticos, mas sua instabilidade inerente impediu seu desenvolvimento. Professor Hao-Wu Lin, do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais, Professor Associado Chih-Sung Chuu do Departamento de Física, e o professor Richard Schaller, do Departamento de Química da Northwestern University nos Estados Unidos, desenvolveram em conjunto um emissor quântico de perovskita com alta estabilidade e capacidade de autocura por um sistema autodesenvolvido, simples, e procedimento econômico - método de síntese por spray. O brilho sem precedentes de um único fóton desses pontos quânticos quebra o recorde mundial, o que os torna os materiais emissores quânticos mais brilhantes à temperatura ambiente e constituem um grande avanço tanto na comunicação quântica quanto na computação quântica.

    Lin disse que, em contraste com outros emissores quânticos, os pontos quânticos perovskita podem realizar a emissão de fóton único à temperatura ambiente e têm excelentes propriedades ópticas, como alto rendimento quântico e alta pureza de cor, tornando-os ideais para monitores e computação e comunicações de alta velocidade. Nos últimos anos, os pontos quânticos perovskita têm atraído muita atenção entre a comunidade material internacional. Contudo, seu desenvolvimento foi prejudicado por sua curta vida útil de operação, que só pode sobreviver sob excitação por alguns minutos.

    O método tradicional de preparação de pontos quânticos de perovskita é injetar diretamente e misturar duas soluções diferentes. Por contraste, A equipe de pesquisa de Lin desenvolveu um método de síntese por spray que aumenta muito a área de contato de duas soluções diferentes, tornando possível o crescimento de uma camada orgânica protetora uniforme na superfície dos pontos quânticos. Consequentemente, os pontos quânticos de perovskita retêm seu brilho mesmo após 24 horas de intensa excitação contínua, indicando que eles superam a fraca estabilidade dos pontos quânticos de perovskita.

    O professor Hao-Wu Lin, do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade Nacional de Tsing Hua em Taiwan, desenvolveu um método de síntese por spray para preparar pontos quânticos de perovskita com uma camada orgânica protetora uniforme. Crédito:National Tsing Hua University

    Surpreendentemente, os pontos quânticos perovskita preparados dessa maneira também possuem uma capacidade única de autocura. Embora os pontos quânticos sejam danificados e deteriorados por uma excitação de intensidade extremamente alta, eles recuperam seu brilho original após "descansar" por apenas alguns minutos. A pesquisa da equipe foi publicada em ACS Nano , e também foi escolhida como capa da próxima edição.

    Lin compara pesquisadores a chefs, e correlaciona a preparação de pontos quânticos com a confecção de bolinhos. Alguns tentaram usar materiais diferentes, outros tentaram usar embalagens mais grossas, e ainda outros tentaram dobrar os invólucros, mas ele adotou uma abordagem diferente:ele simplesmente continuou refinando o método usado para embrulhar os bolinhos.

    O primeiro autor do artigo é o estudante de doutorado da NTHU, Bo-Wei Hsu. Relembrando o momento em que ele testemunhou pela primeira vez a capacidade de autocura dos pontos quânticos, ele disse, "Após um período de forte excitação, os pontos quânticos escureceram gradualmente, mas depois de um tempo, eles recuperaram seu brilho original, e mal pude acreditar no que estava vendo! ”Hsu fez os experimentos repetidamente e, por fim, confirmou que os pontos quânticos de fato possuem essa capacidade de autocura.

    Lin apontou que um emissor quântico de perovskita preparado por este método de síntese por spray requer apenas cerca de 1% da intensidade de excitação necessária para outros emissores quânticos, e seu brilho de fóton único chega a 9 milhões de fótons por segundo, que é um novo recorde mundial. Além disso, sua pureza de fóton único chega a 98%.


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