LEDs em folhas metálicas limpam água e viabilizam nanofotônica

Redação do Site Inovação Tecnológica

A tecnologia também permitirá transformar um campo de pesquisa emergente, conhecido como nanofotônica, em uma indústria viável. [Imagem: Brelon J. May/Ohio State University]

UV profundo

Pela primeira vez, diodos emissores de luz (LEDs) foram construídos diretamente sobre folhas finas e flexíveis de metal.

Esses LEDs sobre metal emitem luz ultravioleta no espectro conhecido como "UV profundo", a parcela de maior energia, no extremo do espectro ultravioleta. A luz UV profunda já é utilizada por organizações humanitárias e por indústrias para aplicações que vão desde a esterilização de água e de equipamentos médicos e da detecção de agentes biológicos até o endurecimento de plásticos.

O problema é que as lâmpadas convencionais de UV profundo, à base de mercúrio, são muito pesadas para serem transportadas e gastam muita energia, dificultando a fabricação de equipamentos portáteis e de baixo custo.

LEDs de UV profundo já haviam sido fabricados antes em escala de laboratório, mas apenas usando semicondutores monocristalinos rígidos e extremamente puros, o que impõe uma enorme barreira de custos para que o material chegue à indústria.

A questão é outra com os LEDs construídos diretamente sobre folhas metálicas - a Universidade do Estado de Ohio, onde Brelon May e seus colegas desenvolveram a nova técnica, anunciou que o processo está pronto para ser licenciado para a indústria.

Crescimento epitaxial

O desenvolvimento se baseia na bem conhecida técnica de crescimento de semicondutores conhecida como epitaxia de feixe molecular, na qual elementos vaporizados assentam sobre uma superfície e se auto-organizam em camadas ou nanoestruturas.

Estes nanoLEDs foram cultivados sobre uma folha de titânio. [Imagem: Brelon J. May/Ohio State University]

A técnica de crescimento epitaxial foi usada para cultivar um tapete muito denso de fios de nitreto de gálio e alumínio em pedaços de folhas de metais como titânio e tântalo. Os fios individuais medem cerca de 200 nanômetros de altura e de 20 a 50 nanômetros de diâmetro. Eles brilham quase tanto quanto os LEDs similares fabricados em silício monocristalino, que é rígido e mais caro.

A equipe afirma já estar trabalhando para tornar os LEDs ainda mais brilhantes e, em seguida, tentar crescê-los em folhas de metais mais comuns, como aço e alumínio.

Nanofotônica

Os pesquisadores afirmam que a tecnologia também permitirá transformar um campo de pesquisa emergente, conhecido como nanofotônica, em uma indústria viável.

"As pessoas sempre disseram que a nanofotônica nunca será comercialmente importante porque você não pode fabricá-la em larga escala. Bem, agora nós podemos. Podemos fazer uma folha [de componentes nanofotônicos], se quisermos. Isso significa que podemos pensar na nanofotônica com fabricação em grande escala," disse o professor Roberto Myers, coordenador da equipe.

Bibliografia:

Nanowire LEDs grown directly on flexible metal foil
Brelon J. May, A. T. M. Golam Sarwar, Roberto C. Myers
Applied Physics Letters
Vol.: 108, 141103
DOI: 10.1063/1.4945419