OLED mais spintrônica
Cientistas inventaram um LED spintrônico que promete ser mais brilhante, mais barato e mais ambientalmente amigável do que os LEDs atuais.
O componente é inovador, reunindo a classe dos semicondutores orgânicos - ou seja, ele é um tipo de OLED (LED orgânico) - com o nascente campo da spintrônica.
"É uma tecnologia completamente diferente," garante Valy Vardeny, da Universidade de Utah, nos Estados Unidos. "Esses novos LEDs orgânicos podem ser mais brilhantes do que os LEDs orgânicos comuns."
O OLED spintrônico
poderá produzir muitas cores diferentes, bastando para isso variar o campo
magnético que controla [Imagem: Nguyen et al./Science]
Válvula de spin
Os LEDs
tradicionais usam um material semicondutor que gera luz ao ser atravessado por
uma corrente elétrica.
Os OLEDs,
mais recentes, usam um polímero orgânico - uma espécie de semicondutor plástico
- para produzir sua luz. Eles já são bastante usados nas telas de aparelhos
portáteis, por consumirem menos energia, mas prometem estar nas TVs e monitores
maiores a partir do ano que vem.
O novo
OLED spintrônico também usa um semicondutor orgânico, mas seu funcionamento não
depende unicamente dos elétrons que fluem por ele - ele depende também do spin
desses elétrons.
Sua base
é um dispositivo chamado "válvula de spin", que consegue filtrar as
correntes elétricas com base no spin dos elétrons. A filtragem é feita através
da interação dos elétrons com os momentos magnéticos nos eletrodos.
Agora,
além de controlar a corrente elétrica, os pesquisadores conseguiram fazer com
que a válvula de spin emita luz.
Excitons
As
válvulas de spin orgânicas são formadas por três camadas: uma camada
polimérica, que funciona como semicondutor, ensanduichada entre dois eletrodos
metálicos ferromagnéticos.
Inicialmente
o dispositivo é energizado, com uma baixa tensão. Isso pode ser entendido como
elétrons (negativos) sendo injetados em um eletrodo, e "lacunas de
elétrons" (positivas) no outro.
Quando um
campo magnético é aplicado aos eletrodos, os spins dos elétrons e das lacunas
podem ser manipulados para se alinhar de forma paralela ou antiparalela -
essencialmente uma válvula de spin bipolar.
O primeiro LED spintrônico emite sua luz alaranjada
quando é controlado por um campo magnético - os pólos do magneto podem ser
vistos de cada um dos lados. [Imagem: Tho Nguyen/UUtah]
É essa
capacidade de injetar elétrons e lacunas simultaneamente na válvula de spins
que permite a geração de luz: quando um elétron se combina com uma lacuna, os
dois se cancelam, liberando energia na forma de um fóton.
"Quando
eles se encontram, eles formam excitons, e esses excitons fornecem a luz,"
disse Vardeny.
Um exciton emite um flash de fótons quando
decai, ou seja, ele vira um fóton espontaneamente, eliminando todo o aparato de
conversão optoeletrônica - é por isso que se acredita que eles possam fazer a ponte entre a
computação eletrônica e a comunicação óptica.
LED laranja
A
intensidade da luz emita pelo OLED spintrônico é controlada pelo campo
magnético, enquanto outros OLEDs exigem mais corrente elétrica para otimizar a
intensidade da luz produzida.
O Dr.
Vardeny afirma que, ao contrário de todos os LEDs e OLEDs existentes até agora,
que produzem luz sempre da mesma cor, o OLED spintrônico poderá produzir muitas
cores diferentes, variando-se apenas o campo magnético.
Mas isso
exigirá mais desenvolvimentos. O semicondutor orgânico usado no protótipo -
chamado DOO-PPV "deuterado" - emite luz laranja, e sob uma
temperatura de não mais do que -2 graus Celsius.(Fonte)