p Engenheiros químicos da ETH Zurich conseguiram gerar luz verde ultra pura pela primeira vez. O novo diodo emissor de luz abrirá caminho para uma qualidade de cor visivelmente melhor em uma nova geração de telas de definição ultra-alta para TVs e smartphones. p Chih-Jen Shih está muito satisfeito com sua descoberta:"Até o momento, ninguém conseguiu produzir luz verde tão pura quanto nós, "diz o professor de Engenharia Química em seu laboratório no campus de Hönggerberg. Ele aponta para um ultrafino, diodo emissor de luz (LED) dobrável, que exibe as três letras "ETH" em um tom fino de verde brilhante.

p O progresso de Shih é significativo, particularmente em termos da próxima geração de telas de resolução ultra-alta usadas para TVs e smartphones. Os dispositivos eletrônicos devem primeiro ser capazes de produzir vermelho ultra-puro, luz azul e verde para permitir que a próxima geração de monitores mostre imagens mais claras, mais nítido, mais rica em detalhes e com uma gama de cores mais refinada. Em geral, isso já é possível para luz vermelha e azul; luz verde, Contudo, até agora atingiu os limites da tecnologia.

p Isso se deve principalmente à percepção humana, já que o olho é capaz de distinguir entre mais matizes verdes intermediários do que vermelhos ou azuis. “Isso torna a produção técnica do verde ultra-puro muito complexa, que cria desafios para nós quando se trata de desenvolvimento de tecnologia e materiais, "diz Sudhir Kumar, co-autor principal do relatório.

p Até 99 por cento de verde ultra puro

p Torna-se claro a partir da referência ao padrão Rec.2020 o quanto a luz ultra-verde de Shih progrediu no desenvolvimento da próxima geração de monitores. O padrão internacional define os requisitos técnicos para telas de resolução ultra-alta (conhecidas como "Ultra HD") e fornece uma estrutura para pesquisa e desenvolvimento adicionais. Os requisitos também incluem uma melhoria na qualidade da cor visível a olho nu. O padrão fornece a escala de cores que um monitor pode reproduzir e, portanto, uma gama mais ampla de matizes de cores.

p O verde ultra puro desempenha um papel fundamental na ampliação da gama de cores, ou gama. Em última análise, novos matizes são criados por meio da mistura técnica de três cores básicas:vermelho, azul e verde. Quanto mais puras as cores básicas, mais ampla será a gama de matizes que uma tela pode exibir. O novo LED de Shih está alinhado com 97 a 99 por cento do Rec. Padrão de 2020. Por comparação, os monitores de TV em cores mais puros atualmente disponíveis no mercado cobrem em média apenas 73,11 a 77,72 por cento; nenhum excede 80 por cento.

p Barato, tecnologia LED produtiva

p Wendelin Stark, Professor ETH de Engenharia de Materiais Funcionais, junto com pesquisadores da Coréia do Sul e Taiwan, também contribuiu para os resultados do projeto, que foram publicados na revista científica Nano Letras . Shih não só fez uma descoberta em termos de resultados, mas também no material e no método. Ele e seus colegas desenvolveram efetivamente um ultrafino, diodo emissor de luz dobrável capaz de emitir luz verde pura usando processos simples à temperatura ambiente. Shih diz que este é o segundo aspecto de sua descoberta e é pelo menos igualmente importante, já que até agora os processos de alta temperatura eram necessários para produzir luz pura com tecnologia LED. "Porque pudemos realizar todo o processo em temperatura ambiente, abrimos oportunidades para o simples, produção industrial de baixo custo de diodos emissores de luz ultravioleta no futuro, "diz Jakub Jagielski, co-autor principal do relatório.

p Mais especificamente, Shih e sua equipe usaram nanomateriais para desenvolver ainda mais a tecnologia LED. Um diodo emissor de luz geralmente contém um cristal semicondutor que converte a corrente elétrica que passa por ele em luz radiante. A matéria-prima geralmente é o nitreto de índio e gálio (InGaN); Contudo, este material não possui as propriedades ideais para a produção de luz verde ultra pura. Então, a equipe de Shih usou perovskita, um material que também é usado na fabricação de células solares e que pode converter eletricidade em luz de forma relativamente eficiente. Também é barato e ajuda a tornar o processo de fabricação simples e rápido - leva apenas meia hora para limpar quimicamente a perovskita e torná-la pronta para uso, diz Shih.

p O material perovskita no diodo emissor de luz de Shih tem uma espessura minúscula de 4,8 nanômetros. Este é um fator importante, já que a qualidade da cor depende da espessura e da forma do nanocristal usado. Para atingir o verde puro desejado, os cristais não devem ser nem mais grossos nem mais finos. Estes flexíveis, diodos emissores de luz ultrafinos são tão flexíveis quanto uma folha de papel. Portanto, eles podem ser produzidos de forma econômica e rápida usando o processo rolo a rolo existente, por exemplo. Shih diz que isso também beneficiará a produção industrial no futuro.

p Próxima etapa:melhorar a eficiência

p Contudo, ainda levará algum tempo até que vejamos a primeira aplicação industrial de diodos emissores de luz ultra-verdes. O próximo passo para Shih é primeiro melhorar a eficiência. Hoje, seu LED funciona com 3 por cento de eficiência ao converter eletricidade em luz; em comparação, As telas de TV atualmente disponíveis no mercado têm valores de eficiência de 5 a 10 por cento. Shih espera que a próxima versão seja de 6 a 7 por cento mais eficiente. Ele também vê potencial para melhorias na vida útil de seu diodo emissor de luz. Atualmente, ilumina por cerca de duas horas, Considerando que as telas disponíveis no mercado devem funcionar por muitos anos.