O dióxido de titânio aumenta a intensidade de emissão dos LEDs laser. Notícias gratuitas da biblioteca técnica

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Dióxido de Titânio Aumenta a Intensidade de Emissão de LEDs Laser

30.01.2023

Os óxidos de titânio aumentam significativamente a eficiência e a fotoluminescência dos LEDs. O domínio dos LEDs brancos como principal fonte de luz pode terminar em breve com o surgimento de uma nova alternativa.

O cristal fotônico ou nanoantena, uma estrutura bidimensional com arranjo periódico de partículas nanométricas, está sendo desenvolvido como uma avançada tecnologia de controle óptico. A exposição da luz a uma combinação de uma nanoantena com uma placa de fósforo produz uma combinação harmoniosa de luz azul e amarela.

Os LEDs brancos já receberam uma melhoria na forma de diodos laser brancos (LD), que consistem em fósforos amarelos e diodos laser azuis. Os LDs azuis são altamente direcionais, enquanto os fósforos amarelos irradiam em todas as direções, resultando em uma mistura de cores indesejada.

Para resolver esse problema, os pesquisadores desenvolveram placas de fósforo em combinação com nanoantenas usando alumínio metálico, o que permite aumentar a fotoluminescência. As nanopartículas de alumínio dispersam efetivamente a luz e melhoram sua intensidade e direção. No entanto, o alumínio também absorve a luz, reduzindo a potência de saída. Este é um grande gargalo, especialmente para tarefas que exigem alta intensidade de luz.

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Kyoto conseguiu um aumento de dez vezes na fotoluminescência direta, substituindo o alumínio por dióxido de titânio.

“O dióxido de titânio acabou sendo a melhor escolha devido ao seu alto índice de refração e absorção com pouca luz”, disse o principal autor do estudo, Shunsuke Murai.

Embora a intensidade de dispersão de luz do óxido de titânio inicialmente parecesse menor do que a do metal alumínio, a equipe usou simulações de computador para desenvolver um design ideal de nanoantena.

"Os novos fósforos de nanoantena são vantajosos para iluminação de estado sólido muito brilhante, mas energeticamente eficiente, porque podem suprimir o aumento de temperatura durante a irradiação", explica Murai. "No processo de encontrar tamanhos ideais, ficamos surpresos ao descobrir que os fósforos mais finos produziu a fotoluminescência mais brilhante, demonstrando como aumentar a intensidade tanto da radiação direta quanto da potência total".

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