O fim das lâmpadas LED? Nanoantenas direcionando a um futuro brilhante!

28 de dezembro de 2022
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Por Universidade de Kioto – Japão – Tradução – FUNVERDE – 23 de dezembro de 2022 – Os óxidos de titânio aumentam a eficiência e a fotoluminescência

As lâmpadas LEDs poderão em breve ser substituidas como a principal fonte de luz no mundo por uma alternativa muito melhor.

Como uma tecnologia de controle óptico de última geração, um cristal fotônico ou nanoantena é uma estrutura bidimensional na qual partículas de tamanho nano (muito pequenas mesmo) são organizadas periodicamente em um substrato.

Após a irradiação, a combinação de uma nanoantena com uma placa de fósforo atinge uma mistura ideal de luz azul e amarela.

Os LEDs brancos já foram aprimorados na forma de diodos laser brancos, ou LDs, que consistem em fósforos amarelos e LDs azuis.

Enquanto os LDs azuis são altamente direcionais, os fósforos amarelos irradiam em todas as direções, resultando em uma mistura indesejada de cores.

Para resolver esse problema, os pesquisadores desenvolveram placas de fósforo combinadas com nanoantenas usando alumínio metálico, permitindo maior fotoluminescência.

As nanopartículas de alumínio dispersam efetivamente a luz e melhoram a intensidade e a direcionalidade da luz; no entanto, o alumínio também absorve a luz, reduzindo a saída.

Este é um grande problema desta tecnologia, especialmente em aplicações de iluminação de alta intensidade.

Agora, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Kyoto conseguiu aumentar em dez vezes a fotoluminescência direcionada para frente, substituindo o alumínio por um material ainda melhor.

“Acontece que o dióxido de titânio é a melhor escolha por seu alto índice de refração e baixa absorção de luz”, diz o principal autor Shunsuke Murai.

Embora a intensidade de dispersão da luz do óxido de titânio inicialmente parecesse inferior ao alumínio metálico, a equipe usou simulações de computador para criar o design ideal da nanoantena.

“Os novos fósforos de nanoantena são vantajosos para iluminação de estado sólido muito brilhante, mas com economia de energia, porque podem suprimir o aumento de temperatura quando irradiados”, explica Murai.

“Durante o processo de encontrar as dimensões ideais, ficamos surpresos ao descobrir que os fósforos mais finos fornecem a fotoluminescência mais brilhante, demonstrando como aumentar a intensidade da radiação direta e o desempenho geral.”