Os pesquisadores do AMOLF, Lukas Helmbrecht e Wim Noorduin, desenvolveram uma tinta reativa que pode ser pintada em uma tela igualmente reativa. A tinta reage com o material da tela para se tornar um semicondutor que emite luz colorida, uma parte essencial dos componentes eletrônicos, como LEDs. Consequentemente, uma nova maneira de produzir esses componentes eletrônicos está agora ao nosso alcance. Os resultados da pesquisa, uma colaboração entre os grupos AMOLF Self-Organizing Matter e Hybrid Solar Cells, são publicados esta semana no jornal Materiais avançados .

Imagine que você pudesse pintar uma tela fazendo com que a própria tela mudasse para uma cor diferente, em vez de pintar nela. É isso que Lukas Helmbrecht e seus colegas estão fazendo com a nova técnica de litografia de troca iônica. Nesta técnica, a "tinta" reage com a "tela" por meio de troca iônica. Helmbrecht colocou seu dinheiro onde está sua boca e usou essa técnica para pintar uma imagem de Madame Curie. "Acho fascinante ver:a imagem verde se forma assim que você começa a pintar, apesar de a tinta e a tela serem incolores. "

Técnica colorida

A pesquisa gira em torno da produção de perovskita, um novo e altamente promissor material semicondutor usado para produzir itens como LEDs e células solares. Helmbrecht e seus colegas encontraram uma maneira de converter uma camada de carbonato de chumbo (a tela) em uma perovskita, simplesmente "pintando" nele com uma solução de brometo de metilamônio. Este último sofre uma reação química com o carbonato de chumbo para formar uma perovskita emissora de verde. Usar uma solução de uma substância diferente como a tinta permite que você pinte uma perovskita emissora de azul ou vermelho ao lado dela, ou para aerografar ou imprimir um padrão.

Uma ampla gama de variações na composição das perovskitas é possível escolhendo diferentes tintas. Os padrões podem ser criados com muita precisão:gotas de tinta de apenas alguns micrômetros de tamanho também produzem pontos de apenas alguns micrômetros de tamanho. Isso significa que a tinta não escorre. “O desafio desta pesquisa foi desenvolver a reação química e as condições:a quantidade de tinta, a pressão, e as propriedades da tela. Nenhum deles era conhecido, e o processo não funciona se eles não estiverem exatamente certos, "diz Helmbrecht.

Tudo em uma única camada

A comparação com outras técnicas de aplicação de camadas de perovskitas em um portador vem à mente. Mas esta técnica é fundamentalmente diferente, Helmbrecht explica. "Todas as técnicas tradicionais resultam em diferentes camadas de perovskita próximas umas das outras ou em cima umas das outras. Nosso método resulta em uma única camada que consiste em diferentes tipos de perovskita." Além disso, perovskitas são geralmente bastante sensíveis aos tratamentos usados ​​nos métodos tradicionais, como gravação ou enxágue. Isso pode danificar a perovskita. Com litografia de troca iônica, esses tratamentos não são mais necessários.

"Em princípio, este é um método muito mais simples para aplicar um padrão de diferentes semicondutores de perovskita próximos uns dos outros em um chip ou LED, "Helmbrecht diz. Salas limpas ou outras condições especiais não são mais necessárias. Os pesquisadores demonstraram a utilidade da litografia de troca iônica usando a técnica para produzir um LED funcional." Isso provou o princípio. "Diferentes grupos dentro do AMOLF começarão a usar isso técnica para criar outros aplicativos.