Desenvolvimento de pontos quânticos ZnSeTeS promete LEDs azuis eficientes e estáveis

Pesquisadores desenvolveram uma nova estratégia para melhorar o desempenho de diodos emissores de luz (LEDs) baseados em pontos quânticos (QDs) de ZnSeTe, que são alternativas ecológicas aos QDs de cádmio. Os QDs de ZnSeTe, embora promissores, enfrentam problemas de impurezas de cor e estabilidade inferior devido à agregação de telúrio, que causa inhomogeneidade na composição. A equipe utilizou um controle isoeletônico com enxofre coordenado a fosfito de triphenyl (TPP-S) para criar QDs de ZnSeTeS com emissão azul pura e alta eficiência quântica de fotoluminescência.

O TPP, que possui baixa capacidade de doação de elétrons, ajuda a equilibrar a reatividade entre os precursores aniônicos, favorecendo o crescimento de QDs com composição uniforme. O enxofre, com alta eletronegatividade, reduz a localização de buracos nos átomos de telúrio, inibindo a formação de centros isoeletônicos indesejados. Além disso, a presença de enxofre aumenta a entropia configuracional dos QDs, eliminando falhas estruturais e defeitos de oxigênio, o que resulta em maior estabilidade e menor densidade de portadores não radiativos.

Os LEDs azuis resultantes, baseados em QDs de ZnSeTeS/ZnSe/ZnS, emitem a 460 nm e apresentam uma eficiência quântica externa de 24,7%, uma largura de linha estreita de 17 nm e uma vida útil operacional (T50) de quase 30.000 horas a 100 cd cm−2. Esses resultados rivalizam com os melhores LEDs azuis baseados em cádmio, destacando o potencial dos QDs de ZnSeTeS para aplicações em iluminação e displays.