LED orgânico de ponto quântico

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/02/2003

Cientistas do Massachusetts Institute of Technology - MIT (Estados Unidos) construíram um LED orgânico que é cerca de 25 vezes mais eficiente do que os melhores LEDs de ponto quântico hoje disponíveis. A estrutura contém uma única camada de pontos quânticos de cádmio-selênio entre dois finíssimos filmes orgânicos. Seth Coe e seus colegas acreditam que sua solução poderá ser utilizada para fabricar outros dispositivos híbridos (orgânicos/inorgânicos). A pesquisa foi publicada na Revista Nature (Nature 420 800).

Trata-se de um QD-OLED ("Quantum Dot Organic Light-Emitting Device" - Dispositivo orgânico emissor de luz por pontos quânticos). A vantagem dos LEDs orgânicos é que eles podem ser facilmente processados e podem ser combinados com as excelentes propriedades de emissão de luz de nanocristais inorgânicos para a produção de dispositivos. Sua saída também pode ser ajustada, o que significa que os LEDs orgânicos podem ser utilizados para a construção de painéis coloridos que alcançam toda a gama RGB de cores.

Para que um LED seja eficiente, elétrons e lacunas devem estar confinados em uma pequena área, de que forma que eles possam recombinar-se e emitir fótons que não escapem e não se dissipem. O LED ideal contém três camadas: uma fina camada emissora de luz confinada entre uma camada transportadora de lacunas e uma camada transportadora de elétrons. A camada emissiva deve ser fina para permitir que os elétrons e lacunas das camadas de transporte se recombinem.

Coe e seus colegas pesquisadores do MIT construíram um LED de pontos quânticos no qual a camada emissora de luz tem apenas alguns poucos nanômetros de espessura e contém nanocristais de seleneto de cádmio. Estes nanocristais, cada um medindo cerca de 3 nanômetros de diâmetro e distribuídos sobre a camada de forma homogênea, agem como pontos quânticos.

Os pesquisadores lembram que os elétrons e lacunas na estrutura são capturados em níveis discretos de energia nos pontos quânticos, emitindo luz por recombinação. A freqüência de emissão, a faixa do espectro onde estará a luz emitida, tem um perfil que é determinado pela uniformidade do tamanho dos pontos quânticos. Este tamanho é controlado durante o processo de fabricação. Isto é importante porque o espectro da luminescência poderá ser ajustado para comprimentos de onda específicos pela simples variação do tamanho dos nanocristais.

Outra vantagem desse novo tipo de LED é que cada recombinação elétron-lacuna pode produzir um fóton, levando a uma eficiência quântica de 100% em qualquer comprimento de onda de luz visível. Em muitos materiais esta eficiência está limitada a 25%.