As luzes LED tornaram-se soluções de iluminação onipresentes para residências e empresas, mas quando se trata de telas grandes e de alta resolução, os LEDs tradicionais têm desvantagens documentadas. Os displays de LED usam uma alta tensão e um fator chamado eficiência de conversão de energia interna é baixo, o que significa que os custos de energia para operar os displays são altos, os displays não duram tanto e podem ficar muito quentes.
Em um artigo publicado na Nano Research , os pesquisadores descrevem como um avanço tecnológico chamado pontos quânticos pode ser a solução para alguns desses desafios. Os pontos quânticos são minúsculos cristais feitos pelo homem que atuam como semicondutores. Devido ao seu tamanho, eles têm propriedades únicas que podem torná-los úteis na tecnologia de exibição.

"Os LEDs tradicionais têm sido bem sucedidos em áreas como display, iluminação e comunicações ópticas. No entanto, a técnica usada para adquirir materiais e dispositivos semicondutores de alta qualidade é altamente consumidora de energia e custos", disse o professor assistente Xing Lin, do College of Ciência da Informação e Engenharia Eletrônica na Universidade de Zhejiang. "O ponto quântico coloidal fornece uma maneira econômica de construir LEDs de alto desempenho usando técnicas de processamento de solução baratas e materiais de grau químico. Além disso, como material inorgânico, o ponto quântico coloidal supera os semicondutores orgânicos emissivos em estabilidade de operação a longo prazo."

Todos os displays de LED são compostos de várias camadas. Uma das camadas mais importantes é a camada emissiva, onde a energia elétrica se transforma em luz colorida. Os pesquisadores usaram uma única camada de pontos quânticos para a camada emissiva. Normalmente, a camada emissiva de ponto quântico coloidal é uma fonte de perda de tensão, uma vez que a condutividade do sólido de ponto quântico coloidal é pobre. Ao usar pontos quânticos de camada única como camada emissiva, os pesquisadores teorizam que podem reduzir a tensão ao máximo para alimentar esses monitores.

Outra característica dos pontos quânticos que os tornam ideais para uso em LEDs é que eles podem ser feitos sem nenhum defeito que afetaria sua eficiência. Os pontos quânticos podem ser projetados sem impurezas e defeitos de superfície. "Os LEDs de pontos quânticos (QLEDs) podem atingir uma eficiência de conversão de energia interna próxima da unidade em densidades de corrente adequadas para aplicações de exibição e iluminação. se origina da natureza livre de defeitos dos pontos quânticos de alta qualidade", disse Lin.

O custo comparativamente baixo de produção de camadas emissivas com pontos quânticos e a capacidade de melhorar a eficiência de extração de luz dos QLEDs usando técnicas de engenharia óptica, os pesquisadores suspeitam que os QLEDs podem ser uma melhoria eficiente em relação aos LEDs tradicionais para iluminação, telas e muito mais. Mas ainda há mais pesquisas a serem feitas e os QLEDs, como estão agora, têm desvantagens que precisam ser superadas antes que possam ser adotados amplamente.

"Nosso trabalho demonstra que a energia térmica pode ser extraída para aumentar a eficiência de conversão de energia elétrica para óptica", disse Lin. "No entanto, o desempenho do dispositivo no estágio atual está longe de ser ideal no sentido de tensão operacional relativamente alta e baixas densidades de corrente. Essas fraquezas podem ser superadas buscando melhor material de transporte de carga e engenharia da interface entre o transporte de carga e as camadas de pontos quânticos. objetivo final - alcançar dispositivos de resfriamento de eletroluminescência - deve ser possível com base em QLEDs." + Explorar mais

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