O Japão desenvolveu a tecnologia de pontos quânticos azuis ideais – eles são iluminados com luz ultravioleta

As telas de pontos quânticos (QD) são muito econômicas, oferecem alto brilho e reprodução de cores de alta qualidade. Criar uma imagem colorida requer a capacidade de exibir vermelho, verde e azul, mas o último é o mais problemático. No entanto, um novo método desenvolvido pela Universidade de Tóquio ajudará a desenvolver displays energeticamente eficientes com azul de alta qualidade.

Fonte da imagem: Samsung

Qualquer usuário, se desejar, pode ver os pixels na tela. No entanto, eles não são os menores elementos da imagem – cada um consiste em pelo menos três subpixels – vermelho, verde e azul. A intensidade diferente do brilho desses subpixels permite exibir bilhões de tons de cores. A tecnologia subpixel evoluiu desde o advento da televisão em cores, com inúmeras opções agora disponíveis para os fabricantes. Um dos elementos de LED mais avançados com pontos quânticos é o QD-LED.

Já existem monitores baseados nessa tecnologia, mas a tecnologia ainda não pode ser considerada madura o suficiente, especialmente em termos de produção de subpixels azuis de alta qualidade, que são os três mais importantes e básicos, pois é a luz azul que é usada para formar verde também. Por causa disso, é fundamental que os parâmetros físicos dos pontos quânticos azuis possam ser controlados com precisão.

Como resultado, os elementos azuis são caros de fabricar e possuem uma estrutura bastante complexa, e sua qualidade é um fator crítico para qualquer display feito com essa tecnologia. No entanto, a Universidade de Tóquio parece ter uma solução. De acordo com o professor líder do projeto Eiichi Nakamura, as tecnologias anteriores eram muito diferentes – a produção de subpixels azuis exigia uma quantidade bastante grande de produtos químicos que precisavam ser processados ​​em uma série de processos para obter o material de trabalho.

A nova estratégia exige que a equipe use “o conhecimento da química auto-organizada para controlar com precisão as moléculas antes que elas formem as estruturas desejadas”. Nakamura sugeriu pensar nisso como construir um edifício de tijolos em vez de esculpi-lo em pedra – você pode ser muito mais preciso, projetar como quiser e o processo é muito mais eficiente e menos caro.

O processo se torna especial pelo uso de iluminação ultravioleta – pontos quânticos desenvolvidos em Tóquio sob sua influência geram uma cor azul quase de referência de acordo com o padrão internacional BT.2020. Isso é possível devido à composição química única dos pontos quânticos, usando uma mistura híbrida de componentes orgânicos e inorgânicos, incluindo perovskita de chumbo, ácido málico e oleilamina, e apenas a “auto-organização” permite a formação de subpixels da forma desejada. Segundo os cientistas, o mais difícil foi descobrir que era o ácido málico que desempenhava um papel fundamental nesse “quebra-cabeça químico” – antes disso, eles tiveram que tentar usar uma variedade de componentes.

Entre as tarefas para formar a estrutura dos subpixels azuis estava a necessidade de rastrear sua forma – elementos com tamanho de 2,4 nm, 190 vezes menor que o comprimento de onda que deveriam emitir, não podem ser examinados com microscópios convencionais. Para fazer isso, eles tiveram que usar a ferramenta SMART-EM para “química cinematográfica” criada pela equipe.

Na verdade, a nova instrumentação é uma versão modificada do microscópio eletrônico, otimizada para gravação de vídeo, que permite rastrear a dinâmica – o ponto quântico azul é “altamente dinâmico”, portanto, um tiro não será suficiente. Infelizmente para cientistas e fabricantes, os subpixels azuis são incapazes de sobreviver a longo prazo. Agora, a tarefa dos pesquisadores é estabilizá-los com o apoio de participantes da indústria que produz monitores, televisores e outros eletrônicos.