Um material óptico de última geração baseado em nanopartículas de perovskita pode atingir cores vivas mesmo em telas muito grandes. Devido à sua alta pureza de cor e vantagens de baixo custo, também ganhou muito interesse na indústria. Um estudo recente incluindo pesquisadores da UNIST introduziu uma técnica simples para extrair as três cores primárias (vermelho, azul, verde) a partir deste material.

Esta descoberta foi liderada pelo Professor Jin Young Kim da Escola de Energia e Engenharia Química da UNIST. No estudo, a equipe de pesquisa introduziu uma técnica simples que controla livremente os espectros emissores de luz, ajustando os haletos de ânions em materiais de perovskita. A chave é ajustar os haletos de ânion, dissolvendo-os em solventes para atingir o vermelho, luzes azuis e verdes. A aplicação desta técnica aos LEDs pode resultar em uma qualidade de imagem cristalina.

A perovskita é um material semicondutor com uma estrutura especial que contém elementos de metal e halogênio. É considerado um candidato a célula solar de próxima geração porque tem alta eficiência fotoelétrica para converter luz solar em eletricidade. Este material também está chamando a atenção como dispositivo emissor de luz devido à sua alta eficiência luminosa. Nanopartículas de perovskita emitem cores diferentes dependendo do elemento halógeno interno. Emite vermelho quando é rico em iodo, verde quando é rico em bromo, e azul quando é rico em cloro.

Contudo, perovskita é altamente sensível, tornando difícil mudar os elementos de forma estável. Agora, O professor Kim desenvolveu uma técnica simples para substituir certos elementos por meio de um processo de solução. O método envolve a indução da substituição do elemento usando solvente não polar e aditivos químicos. "No estudo, adicionamos um solvente não polar contendo iodo (I), bromo (Br) e cloro (Cl) para uma solução de nanopartículas de perovskita, "diz Yung Jin Yoon no Programa Combinado de M.S./Ph.D de Engenharia de Energia, o primeiro autor do estudo. "Assim que a reação ocorrer, os elementos misturados dentro do solvente apolar trocam de lugar com os elementos da perovskita original, que causa alterações na luminescência.

O aditivo químico adicionado serve para separar o elemento halogênio presente no solvente não polar. Como resultado, a quantidade de elemento halogênio na solução aumenta, e com o tempo, ele é substituído por um elemento de halogênio na perovskita convencional. A cor de emissão é determinada pelo número de elementos na perovskita. Os pesquisadores também fizeram LEDs com vermelho, cores azul e verde usando nanopartículas de perovskita produzidas com essa tecnologia.

Kim Ki-Hwan, um professor pesquisador do Departamento de Energia e Engenharia Química, disse, "É estável em comparação com a tecnologia existente para alterar o elemento na perovskita sólida. Pode ser aplicado de várias maneiras para alterar a composição do elemento no material perovskita."

"Com nosso método simples, obtivemos luminescência cobrindo todo o espectro visível de 400 a 700 nm, "diz o professor Kim." Além disso, dispositivos LED RGB saturados e vívidos foram fabricados com sucesso usando os nanocristais trocados por ânions. "