Isso éde acordo com uma equipe do Imperial College London e do Instituto Indiano de Tecnologia (IIT) Guwahati, que encontraram uma nova maneira de aumentar a quantidade de produção de LEDs de luz. Eles relatam sua inovação na revista Light: Science & Applications .

Tornar as fontes de luz de diodo emissor de luz (LED) mais eficientes e duradouras significara¡ que elas usara£o menos energia, reduzindo o impacto ambiental do uso de eletricidade. Os LEDs são usados ​​em uma ampla gama de aplicações, desde sema¡foros e retroiluminação para telas eletra´nicas, smartphones, grandes telas externas e iluminação decorativa geral, atédetecção, purificação de águae descontaminação desuperfÍcies infectadas.

A equipe modelou o impacto da colocação de uma camada bidimensional (camada única) de nanoparta­culas entre o chip de LED, que produz a luz, e o inva³lucro transparente que protege o chip. Embora o inva³lucro seja necessa¡rio, ele pode causar reflexos indesejados da luz emitida pelo chip de LED, o que significa que nem toda a luz escapa.

Eles descobriram que adicionar uma camada de nanoparta­culas finamente ajustadas poderia reduzir esses reflexos, permitindo que até20% mais luz fosse emitida. Os reflexos também aumentam o calor dentro do dispositivo, degradando o chip de LED mais rapidamente, portanto, reduzir os reflexos também pode reduzir o calor e aumentar a vida útil dos chips de LED.

A coautora Dra. Debabrata Sikdar do IIT Guwahati, ex-Marie Curie-Sklodowska Fellow da Comissão Europeia no Imperial, comentou: “Embora melhorias para o inva³lucro tenham sido sugeridas anteriormente, a maioria torna o LED mais volumoso ou mais difa­cil de fabricar, diminuindo o efeito econa´mico da melhoria.

Desenho de uma camada de esferas dentro de uma cúpula com uma luz na parte inferior

Ilustração da camada de nanoparta­culas dentro do inva³lucro do LED

“Achamos que nossa inovação, com base na teoria fundamental e na análise de otimização detalhada e equilibrada que realizamos, pode ser introduzida nos processos de fabricação existentes com pouca interrupção ou aumento de volume.

"Acreditamos que nossa inovação tornaria os LEDs mais brilhantes, mais eficientes em termos de energia e dura¡veis."

O coautor, Professor Sir John Pendry , do Departamento de Fa­sica do Imperial, disse: "A simplicidade do esquema proposto e a física clara que o sustentam devem torna¡-lo robusto e, com sorte, facilmente adapta¡vel ao processo de fabricação de LEDs existente.

“a‰ a³bvio que com maior eficiência de extração de luz, os LEDs proporcionara£o maior economia de energia, bem como maior vida útil dos dispositivos. Isso definitivamente tera¡ um impacto global nas aplicações versa¡teis baseadas em LED e em seu mercado multibiliona¡rio em todo o mundo. "

O coautor Professor Alexei Kornyshev , do Departamento de Quí­mica do Imperial, comentou: “O efeito previsto éo resultado do desenvolvimento de uma teoria sistema¡tica de vários efeitos fota´nicos relacionados a arranjos de nanoparta­culas em interfaces, aplicada e experimentalmente testada no contexto de relataram janelas de espelho comuta¡veis, espelhos de cores ajusta¡veis ​​e filtros a³pticos. ”

A próxima etapa da pesquisa seráa fabricação de um prota³tipo de dispositivo LED com uma camada de nanoparta­culas, testando as melhores configurações previstas pela teoria - incluindo o tamanho, forma, material e espaa§amento das nanoparta­culas, e a distância que a camada deve estar do LED lasca.

Os autores acreditam que os princa­pios usados ​​podem funcionar junto com outros esquemas existentes implementados para aumentar a eficiência de extração de luz dos LEDs. O mesmo esquema também pode ser aplicado a outros dispositivos a³pticos onde a transmissão de luz atravanãs de interfaces écrucial, como em células solares.