Nanocristais sem fio emitem luz de forma eficiente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/07/2004

Um nanodispositivo que funciona como uma lâmpada fluorescente - mas potencialmente muito mais eficiente - foi desenvolvido por um projeto tocado conjuntamente por dois laboratórios norte-americanos, o Los Alamos e o Sandia.

O sucesso experimental, relatado no exemplar de 10 de Junho da revista Nature, faz com que nanocristais emitam luz de forma eficiente quando colocados na proximidade de uma fonte de energia, eliminando a necessidade de colocação de fios diretamente nos nanocristais.

A fonte de energia é um poço quântico, que emite energia em comprimentos de onda mais facilmente absorvíveis pelos nanocristais. A eficiência da transferência de energia do poço quântico para os nanocristais é de aproximadamente 55 por cento, embora seja teoricamente possível atingir-se os 100 por cento.

A pesquisa representa mais um passo rumo à criação de diodos emissores de luz branca mais eficientes. Os LED já são largamente reconhecidos como as fontes de iluminação do futuro, sendo energeticamente muito mais eficiente dos que as lâmpadas atuais.

A geração de luz em nanocristais alimentados por poços quânticos funciona de maneira muito similar à transformação de eletricidade em luz que acontece nas lâmpadas fluorescentes. Nestas, um gás é permeado pela eletricidade, emitindo luz ultravioleta; quando a luz ultravioleta atinge a superfície do bulbo, que é recoberto com fósforo, emite-se a luz visível que hoje ilumina a maioria das residências e prédios comerciais.

A pesquisa agora divulgada demonstra que os nanocristais podem ser acionados de forma muito eficiente por um tipo peculiar de transferência de energia que não requer radiação no sentido usual. O processo é tão eficiente porque, ao contrário das lâmpadas fluorescentes, que devem irradiar energia ultravioleta no fósforo, os poços quânticos enviam sua energia ultravioleta para o nanocristal tão rapidamente que não chega a ocorrer a geração de ondas ou radiação.

Como a emissão de luz pelos nanocristais pode ser variada simplesmente controlando-se o tamanho do poço quântico, ao invés dos complicados processos atuais de variação no mix de materiais utilizados para a produção dos LED, não existem barreiras teóricas ou práticas conhecidas que impeçam a emissão individual de luz azul, vermelha ou verde ou sua combinação para a geração de luz branca.

O poço quântico, medindo cerca de três nanômetros de espessura, é composto de 12 camadas de átomos. Ele recobre uma pastilha de cinco centímetros de diâmetro e é feito de nitreto de gálio-índio. O filme não é fabricado no sentido comum, ele é crescido como um cristal, com uma diferença de energia entre suas diferentes camadas que emitem energia na faixa do ultravioleta com um comprimento de onda aproximado de 400 nanômetros.

Nesta experiência, a energia para o ponto quântico foi disparada por um laser. Agora os cientistas vão trabalhar na inserção de energia utilizando uma conexão elétrica comum, de forma a tornar viável a fabricação dos novos LED.