{"id":5480,"date":"2017-02-27T15:02:13","date_gmt":"2017-02-27T18:02:13","guid":{"rendered":"http:\/\/sbpmat.org.br\/?p=5480"},"modified":"2017-03-07T15:32:22","modified_gmt":"2017-03-07T18:32:22","slug":"artigo-em-destaque-como-fazer-nanocristais-de-perovskita-mais-estaveis-para-leds-mais-eficientes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/artigo-em-destaque-como-fazer-nanocristais-de-perovskita-mais-estaveis-para-leds-mais-eficientes\/","title":{"rendered":"Artigo em destaque: Como fazer nanocristais de perovskita mais est\u00e1veis para LEDs mais eficientes."},"content":{"rendered":"

O artigo cient\u00edfico com participa\u00e7\u00e3o de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste m\u00eas \u00e9:\u00a0Amine-Free Synthesis of Cesium Lead Halide Perovskite Quantum Dots for Efficient Light-Emitting Diodes. <\/em><\/strong>Emre Yassitepe, Zhenyu Yang, Oleksandr Voznyy, Younghoon Kim, Grant Walters, Juan Andres Casta\u00f1eda, Pongsakorn Kanjanaboos, Mingjian Yuan, Xiwen Gong, Fengjia Fan, Jun Pan, Sjoerd Hoogland, Riccardo Comin, Osman M. Bakr, Lazaro A. Padilha, Ana F. Nogueira, and Edward H. Sargent. Adv. Funct. Mater. 2016. DOI: 10.1002\/adfm.201604580.<\/p>\n

Como fazer nanocristais de perovskita mais est\u00e1veis para LEDs mais eficientes<\/b><\/p>\n

\"Nesta<\/a>
Nesta imagem ilustrativa, enviada por Emre Yassitepe, pontos qu\u00e2nticos azuis, verdes e vermelhos excitados por radia\u00e7\u00e3o ultravioleta exibem uma brilhante luminesc\u00eancia.<\/figcaption><\/figure>\n

Os pontos qu\u00e2nticos de perovskita vem sendo enxergados como \u00f3timos candidatos para compor uma pr\u00f3xima gera\u00e7\u00e3o de telas e dispositivos para ilumina\u00e7\u00e3o. De fato, essas nanopart\u00edculas luminescentes s\u00e3o capazes de emitir luz de alto brilho e em cores muito v\u00edvidas e puras ao receberem energia externa. Mas o uso tecnol\u00f3gico dos pontos qu\u00e2nticos de perovskita esbarra ainda em algumas limita\u00e7\u00f5es, principalmente ligadas \u00e0 sua instabilidade, pois essas min\u00fasculas part\u00edculas rapidamente podem reagir com o meio, aglomerar-se ou aumentar de tamanho, por exemplo.<\/p>\n

Uma equipe de cientistas de institui\u00e7\u00f5es do Canad\u00e1, Brasil e Ar\u00e1bia Saudita encontrou uma solu\u00e7\u00e3o a um dos problemas que limitam o avan\u00e7o da pesquisa e desenvolvimento na \u00e1rea, a degrada\u00e7\u00e3o dos pontos qu\u00e2nticos de perovskita durante sua fabrica\u00e7\u00e3o. O estudo foi reportado em artigo recentemente publicado no peri\u00f3dico Advanced Functional Materials (fator de impacto: 11,38).<\/p>\n

A fabrica\u00e7\u00e3o dos pontos qu\u00e2nticos de perovskita \u00e9 tradicionalmente realizada colocando num frasco uma solu\u00e7\u00e3o com uma s\u00e9rie de compostos que, ao reagirem sob determinadas condi\u00e7\u00f5es, geram nanopart\u00edculas de perovskita revestidas (passivadas) com \u00e1cido oleico (C18<\/sub>H34<\/sub>O2) <\/sub>e oleilamina (C18<\/sub>H35<\/sub>NH2<\/sub>).<\/p>\n

A equipe realizou experimentos e simula\u00e7\u00f5es computacionais para compreender como ocorria, passo a passo, a forma\u00e7\u00e3o dos pontos qu\u00e2nticos de perovskita e, dessa maneira, formular um m\u00e9todo de fabrica\u00e7\u00e3o que evitasse o problema da degrada\u00e7\u00e3o. Os cientistas perceberam que a chave da solu\u00e7\u00e3o residia em reformular os \u201cingredientes\u201d do processo para poder retirar a oleilamina que acabava criando as condi\u00e7\u00f5es para a degrada\u00e7\u00e3o dos pontos qu\u00e2nticos, os quais precipitavam para o fundo do frasco.<\/p>\n

\u201cN\u00f3s focamos no desenvolvimento de uma nova t\u00e9cnica de s\u00edntese para passivar pontos qu\u00e2nticos de perovskita com \u00e1cido oleico\u201d, diz Emre Yassitepe<\/a>, p\u00f3s-doc no Laborat\u00f3rio de Nanotecnologia e Energia Solar<\/a> do Instituto de Qu\u00edmica da Unicamp, que assina o artigo como primeiro autor. \u201cO \u00e1cido oleico \u00e9 um dos ligantes mais usados at\u00e9 o momento para estabilizar pontos qu\u00e2nticos e quer\u00edamos ver o impacto na estabiliza\u00e7\u00e3o e no desempenho do LED de diferentes ligantes\u201d, completa.<\/p>\n

Seguindo a nova \u201creceita\u201d, a equipe conseguiu produzir pontos qu\u00e2nticos de cerca de 8 nm, revestidos unicamente com \u00e1cido oleico, compostos por c\u00e9sio, chumbro e elementos do grupo dos halog\u00eaneos e tendo uma estrutura perovskita (que \u00e9 uma determinada organiza\u00e7\u00e3o dos \u00e1tomos). Foram produzidos e caracterizados pontos qu\u00e2nticos verdes, de f\u00f3rmula CsPbBr3<\/sub>), azuis (CsPb(Br,Cl)3<\/sub>) e vermelhos (CsPb(Br,I)3<\/sub>).<\/p>\n

Um dos principais ganhos obtidos com o novo m\u00e9todo foi a estabilidade coloidal dos pontos qu\u00e2nticos: diferentemente dos pontos qu\u00e2nticos revestidos com oleilamina, eles permaneceram intatos ap\u00f3s a etapa da purifica\u00e7\u00e3o, que remove dos nanocristais os compostos residuais que costumam remanescer do processo de fabrica\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

A equipe foi al\u00e9m da fabrica\u00e7\u00e3o e an\u00e1lise experimental dos pontos qu\u00e2nticos e construiu com eles dispositivos LED (diodos emissores de luz, hoje amplamente utilizado em l\u00e2mpadas e telas) emissores de luz verde, azul e vermelha para conferir sua efici\u00eancia. Fizeram filmes finos com os pontos qu\u00e2nticos de perovskita conseguidos e colocaram uma camada desse material \u201csanduichada\u201d entre uma camada de di\u00f3xido de tit\u00e2nio, encarregada de transportar el\u00e9trons (portadores de carga negativa) e uma camada polim\u00e9rica, destinada ao transporte dos chamados \u201cburacos\u201d (portadores de carga positiva). Nesse LED, ao se aplicar um campo el\u00e9trico, el\u00e9trons e buracos se deslocam para a camada de pontos qu\u00e2nticos e acabam excitando-os, fazendo que emitam f\u00f3tons e gerem, assim, a luz desejada.<\/p>\n

O uso de camadas de transporte polim\u00e9ricas processadas a partir de solu\u00e7\u00e3o, em vez de camadas processadas a partir de evapora\u00e7\u00e3o para fabricar LEDs de perovskita foi uma inova\u00e7\u00e3o tamb\u00e9m possibilitada pela nova \u201creceita\u201d, que tornou os pontos qu\u00e2nticos mais robustos frente a esse tipo de processamento.<\/p>\n

Como resultado final, os cientistas conseguiram LEDs azuis e verdes brilhantes e eficientes. Os LEDs de perovskita feitos com pontos qu\u00e2nticos sem oleilamina demonstraram um desempenho melhor, em alguns aspectos, do que os LEDs de perovskita convencionais contendo oleilamina.<\/p>\n

\"autores\"<\/a>
Fotos dos autores do artigo de institui\u00e7\u00f5es brasileiras. A partir da esquerda: Ana Fl\u00e1via Nogueira e Emre Yassitepe (Instituto de Qu\u00edmica da Unicamp), Juan Andr\u00e9s Casta\u00f1eda e L\u00e1zaro Padilha (Instituto de F\u00edsica Gleb Wataghin, Unicamp).<\/figcaption><\/figure>\n

\u201cDemonstramos um novo m\u00e9todo de s\u00edntese que aumenta a estabilidade coloidal dos pontos qu\u00e2nticos de perovskita ao revesti-los com \u00e1cido oleico\u201d, resume Yassitepe. \u201cEsse aumento da estabilidade viabilizou a remo\u00e7\u00e3o do excesso de conte\u00fado org\u00e2nico nos filmes finos, o qual atua como isolante entre os pontos qu\u00e2nticos, reduzindo seu desempenho. Ao reduzir os ligantes que estavam em excesso, conseguimos fazer LEDs mais eficientes e process\u00e1veis em solu\u00e7\u00e3o\u201d, conclui o p\u00f3s-doc.<\/p>\n

O trabalho foi realizado com financiamento de ag\u00eancias canadenses, da FAPESP (Funda\u00e7\u00e3o de Amparo \u00e0 Pesquisa do Estado de S\u00e3o Paulo) e da Universidade de Ci\u00eancia e Tecnologia King Abdullah (Ar\u00e1bia Saudita).\u00a0 Na Unicamp, foram realizados os experimentos de absor\u00e7\u00e3o transiente ultrarr\u00e1pida e an\u00e1lises por microscopia eletr\u00f4nica de transmiss\u00e3o para caracterizar os pontos qu\u00e2nticos. A s\u00edntese dos nanocristais e a fabrica\u00e7\u00e3o dos LEDs foi realizada na Universidade de Toronto, no grupo do professor Edward H. Sargent<\/a>, onde Yassitepe realizou um est\u00e1gio de um ano dentro de seu p\u00f3s-doutorado na Unicamp. \u201cAgrade\u00e7o \u00e0 FAPESP- Bolsa Est\u00e1gio de Pesquisa no Exterior for ter me dado esta oportunidade\u201d, diz Yassitepe.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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