LEDs de perovskita em escala nanométrica quebram recordes de tamanho e eficiência para telas de última geração

Cientistas da Zhejiang University e a Universidade de Cambridge revelaram LEDs de perovskita em escala nanométrica que medem apenas 90 nanômetros de diâmetro. Esses LEDs quebraram o recorde anterior de miniaturização de LEDs e ainda oferecem alta eficiência.

Ao contrário dos micro-LEDs tradicionais baseados em semicondutores III-V, que tendem a perder muita eficiência abaixo de 10 micrômetros, esses LEDs de perovskita mantêm cerca de 20% de eficiência quântica externa em uma ampla gama de tamanhos de pixels (de 650 a 3,5 micrômetros). Esse feito pode revolucionar a tecnologia de telas de alta resolução, especialmente para sistemas avançados de AR/VR.

Esses novos nano-PeLEDs têm a impressionante capacidade de 127.000 pixels por polegada (PPI), a maior densidade de pixels já registrada em qualquer matriz de LED até o momento. A tecnologia LED padrão geralmente sofre uma queda acentuada de eficiência quando reduzida às dimensões menores necessárias para telas de última geração.

Destacando a importância dessa conquista, o professor Zhao Baodan, da Universidade de Zhejiang, observou: "Atualmente, a tecnologia mais avançada para aplicações em telas é a de micro-LEDs. Eles são a melhor fonte de luz para aplicativos de realidade aumentada (AR) e realidade virtual (VR). No entanto, a eficiência dos micro-LEDs cai rapidamente quando os tamanhos de pixel são menores que 10 micrômetros, que são os tamanhos de pixel desejáveis para aplicações de AR/VR de ponta com resoluções ultra-altas."

A equipe desenvolveu uma técnica de fabricação inovadora para superar os desafios usuais do trabalho com materiais de perovskita. O estudante de doutorado Lian Yaxiao, principal autor do artigo, observou: "Os processos fotolitográficos convencionais não são adequados para a padronização direta das camadas de perovskita - isso danificaria os materiais de perovskita, de modo que teríamos que padronizar as outras camadas funcionais"

O método deles se baseia em uma configuração de fabricação de contato localizado que usa janelas criadas litograficamente em uma camada isolante. Esse projeto mantém os pixels ativos longe das bordas do eletrodo, reduzindo as perdas não radiativas que normalmente prejudicam a eficiência do LED.

Além do laboratório, os pesquisadores já tomaram medidas para aplicações práticas. Em parceria com a LinkZill, de Hangzhou, uma empresa especializada em tecnologia de transistor de película fina (TFT), eles desenvolveram um protótipo de tela micro-PeLED de matriz ativa acionada por um painel traseiro de TFT. Essa tela, capaz de exibir imagens e clipes de vídeo detalhados, aproxima esses LEDs de última geração do uso comercial.