Científicos del Instituto de Tecnología de Tokio han diseñado un nuevo material fotoluminiscente que es barato de fabricar, no utiliza materiales de partida tóxicos y es muy estable, mejorando así nuestra comprensión cuántica de la fotoluminiscencia.
Comprender y dominar la generación de luz podría permitirnos construir y mejorar todo tipo de dispositivos ópticos y electrónicos para su utilización en diversas aplicaciones. Los puntos cuánticos (QD – Quantum Dots), nanopartículas especialmente diseñadas para emitir luz a ciertas frecuencias cuando son excitadas, son uno de los temas centrales de la actual nanotecnología. Sin embargo, sus aplicaciones son limitadas ya que es muy difícil fabricar capas delgadas QD: usan materiales de partida tóxicos como el cadmio y plomo, y sintetizarlos es muy costoso. Algunos materiales fotoluminiscentes de dimensión cero (OD) (materiales en los que los electrones están confinados en unos pocos nanómetros – < 100nm – y pueden excitarse para producir luz) han sido probados, pero todavía dependen en gran medida del plomo. Por ello, los científicos del Instituto Tecnológico de Tokio, dirigidos por el profesor Hideo Hosono, diseñaron un novedoso material fotodinámico sin plomo 0D y lo analizaron para obtener información sobre la naturaleza de los materiales fotoluminiscentes.
El material fabricado, Cs3Cu2I5, tiene una estructura cristalina. Los átomos de cesio confinan las e unidades de Cu2I5, que emiten luz azul cuando se excitan a frecuencias específicas similares a los Puntos Cuánticos. Los investigadores pudieron fabricar una película delgada utilizando este material, que demostró ser muy estable y tenía excelentes características fotoluminiscentes. “la capa delgada exhibió una buena estabilidad en condiciones ambientales, es decir, sin una degradación notable en el rendimiento cuántico fotoluminiscente (PLQY) durante dos meses”, afirma Hosono.
El equipo dio un paso más y logró demostrar la utilización del material en dos aplicaciones. La primera era una película o capa luminiscente blanca, fabricada mezclando el material emisor de luz azul con un fósforo amarillo en una proporción específica para producir luz blanca. Capas con diferentes colores de emisión de luz podrían prepararse variando la proporción de ingredientes utilizados.
La segunda aplicación fue el desarrollo de un LED azul, que desafortunadamente exhibió un pobre rendimiento en electroluminiscencia. Sin embargo, permitió al equipo comprender mejor los mecanismos subyacentes de la electroluminiscencia, que serán muy útiles en futuros investigaciones.
“La exploración de compuestos de dimensiones ultra-bajas basadas en haluros de CU resultó ser una nueva ruta para obtener un material luminiscente con PLQY libre de PB”, concluye Osono. Es de esperar que dichos materiales vean la luz y se desarrollen en futuras aplicaciones ópticas y de nanotecnología.
