Recentemente, o Centro de Pesquisa e Inovação do imec, na Bélgica, divulgou em seu artigo científico que desenvolveu com sucesso uma nova arquitetura de empilhamento de diodos emissores de luz de perovskita (PeLED, Perovskite LED). Notavelmente, o brilho do PeLED sob essa arquitetura é até 1.000 vezes maior que o do diodo orgânico emissor de luz (OLED) mais avançado da atualidade. Como uma importante conquista do projeto ULTRA-LUX, financiado pela UE, conforme declarado pela equipe do imec no periódico "Optics.org", esse avanço pode ser considerado um marco fundamental para os lasers de injeção de perovskita e, no futuro, espera-se que dê origem a cenários de aplicação muito atraentes em diversos campos, como exibição, projeção de imagens, sensoriamento ambiental e diagnóstico médico.
Atualmente, a gama de aplicações dos diodos emissores de luz (OLEDs) é extremamente ampla, desde TVs comuns e telas de computador até semáforos, iluminação de aviação, etc., o que impulsionou significativamente a transformação da tecnologia moderna de iluminação e sensoriamento. Como uma das tecnologias de exibição populares atualmente, os diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs) são amplamente utilizados na fabricação de telas digitais para telas de TV, monitores de computador, smartphones e consoles de jogos portáteis. Seu princípio é usar polímeros de filme fino orgânico como dispositivos semicondutores. No entanto, devido a condições objetivas, como materiais luminescentes, existe um limite superior para o brilho máximo do OLED. Imagine que, quando estamos sob o sol, muitas vezes é muito difícil ver o conteúdo na tela OLED de um smartphone.
Nesse contexto, os materiais luminescentes de perovskita apresentam vantagens únicas. A perovskita é um tipo de óxido de perovskita com estrutura cristalina cúbica. Suas propriedades físicas especiais fazem com que seu potencial de aplicação não se limite ao campo de células solares (atualmente a principal área de aplicação da perovskita). Na última década, com suas excelentes propriedades optoeletrônicas, características de processamento de baixo custo e eficientes capacidades de transferência de carga, a perovskita emergiu gradualmente no campo de aplicações de diodos emissores de luz e se tornou um material candidato popular que tem atraído muita atenção.
Embora os diodos emissores de luz de perovskita (PeLEDs) tenham atraído muita atenção, eles ainda enfrentam desafios. Como apontam notícias relacionadas, embora as perovskitas possam suportar altas densidades de corrente, elas ainda não atingiram a operação a laser que emite luz coerente de alta intensidade. O professor Paul Herremans, pesquisador sênior do imec e autor correspondente do artigo de pesquisa publicado na Nature Photonics, disse: " No projeto ULTRA-LUX, o imec introduziu pela primeira vez uma arquitetura de diodo emissor de luz de perovskita (PeLED) com baixas perdas ópticas e levou com sucesso esses PeLEDs a uma densidade de corrente que suporta a emissão estimulada de luz. " O professor Herremans também acrescentou: " Esta nova arquitetura consiste em uma camada de transporte, um eletrodo transparente e perovskita como material semicondutor ativo, e pode operar a uma densidade de corrente de 3 quiloamperes por centímetro quadrado, dezenas de milhares de vezes maior do que os OLEDs tradicionais. "
Então, quais avanços essa nova arquitetura alcançou? "Com essa arquitetura, aprimoramos eletricamente a emissão espontânea amplificada, além do bombeamento óptico convencional. Verificamos experimentalmente que a contribuição da injeção elétrica para a emissão estimulada total chega a 13%, o que nos aproxima muito do limite para a obtenção de lasers de injeção de filme fino. Esse marco abre novas perspectivas para o desenvolvimento de diodos laser de filme fino de alta potência e estabelece uma base sólida para novas aplicações de lasers de perovskita de filme fino, " explica Robert Gerhar, gerente de projetos do imec e autor correspondente do estudo.
