Pesquisadores identificam recorde em dispositivos emissores de luz

Um artigo publicado na revista Nature Photonics reporta dispositivos emissores de luz (LED) que emitem no infra-vermelho NIR-II (l_max=1397 nm) com eficiência recorde de 16.98%. Estes dispositivos têm aplicações em diversas áreas, como, por exemplo, em telecomunicações, acessórios de visão noturna, imagens biomédicas, diagnóstico clínico e nanotermometria.

As pesquisas são dos professores do Câmpus Curitiba Wilson José da Silva, Fábio Kurt Schneider e Andreia Macedo, além do estudante de doutorado, do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial (CPGEI), Anderson Gavim. O estudo contou ainda com a colaboração de pesquisadores do Instituto de Nanociência e Nanotecnologia da Grécia, do Centro Avançado de Pesquisa em Display da Coréia do Sul, da Universidade de Creta, na Grécia, e da Universidade Nacional da Malásia.

A camada emissora de luz é composta por perovskita e nanopartículas de sulfeto de prata (Ag₂S) recobertas com uma camada nanométrica de sílica. As nanopartículas de Ag₂S emitem luz no NIR-II em solução. No entanto, quando processadas em filmes, a emissão diminui devido à transferência de energia entre as partículas. Este problema foi solucionado pelos pesquisadores com o recobrimento das nanopartículas com sílica, o que permitiu a absorção e emissão de luz mesmo quando o material estivesse processado em filme.

A perovskita atua então como um material passivador adicional e também como doador de carga para as nanopartículas de Ag₂S. Além disso, a inserção de uma fina camada de moléculas de porfirina contribui para balancear a corrente no dispositivo e melhorar a recombinação radiativa destes portadores de carga.

A importância da publicação para a UTFPR é ressaltada pela pesquisadora Andreia Macedo. “Este artigo passou por um processo de revisão muito exigente e rigoroso. A Nature Photonics reporta trabalhos inovadores e com potencial de interface com a indústria. Esta publicação mostra que a UTFPR tem inserção internacional e potencial para desenvolver dispositivos de alta eficiência. No momento, o que nos limita é a falta de recursos para melhorar a infraestrutura dos nossos laboratórios de pesquisa. No entanto, considerando o cenário atual, reconhecemos os esforços dos dirigentes para melhorar esta situação, por exemplo, o espaço físico que foi cedido em uma das sedes do câmpus para instalar o laboratório Nanotec-Neo”, comenta.

Segundo o professor Wilson da Silva, o dispositivo passou por vários avanços até chegar aos resultados obtidos para a publicação. “A estrutura inicial desse dispositivo foi desenvolvida durante minha estadia no Laboratório Avançado de Display na Coréia do Sul. Após isso, todos os envolvidos participaram ativamente desta conquista. Alguns avanços também foram obtidos nos laboratórios de Física e Ciências Espaciais da Universidade Luterana Bernense, na Suíça, onde tive a oportunidade de trabalhar”, ressalta.

O pesquisador Kurt Schneider também ressalta a importância da troca de habilidades entre os envolvidos. “Trabalhos como este são resultado, principalmente, da união de vários grupos e habilidades distintas num trabalho multidisciplinar e multinacional conjunto”, completa.

O artigo foi publicado nesta segunda-feira (14) e pode ser acessado neste link.