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A eletroluminescência é a produção de luz com uma corrente elétrica, sem depender de calor ou reações químicas. Isso torna as luzes eletroluminescentes confiáveis e altamente eficientes: elas são usadas como retroiluminação em relógios digitais e nos visores dos computadores de orientação do ônibus espacial Apollo. Como os OLEDs, as células eletroquímicas emissoras de luz (LECs) – que emitem luz através da eletroluminescência – passaram por muitos avanços tecnológicos. O exame minucioso dos processos que levam à luminescência é essencial para melhorar a eficiência da luminescência, no entanto, até agora não havia nenhum método experimental para examinar esses processos diretamente.
Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Katsuichi Kanemoto, da Escola de Pós-Graduação em Ciências e do Instituto Nambu Yoichiro de Física Teórica e Experimental da Universidade Metropolitana de Osaka, observou com sucesso mudanças no estado eletrônico dos LECs ao longo do tempo durante a emissão de campo, medindo sua absorção óptica através da irradiação da luz da lâmpada pela primeira vez.
Suas descobertas foram publicadas em Natureza Comunicações onde foi selecionado para os Destaques dos Editores.
A eletroluminescência ocorre quando os elétrons se recombinam com buracos de elétrons – áreas que poderiam conter um elétron, mas que não os possuem. Quando um elétron entra no buraco, ele libera energia, na forma de um fóton. A análise dos resultados revelou que o mecanismo de luminescência dos LECs segue um processo de duas etapas. (1) Depois que a tensão é aplicada, buracos no LEC são gerados imediatamente, e a camada que acomoda esses buracos cresce perto da interface com o eletrodo do lado do elétron antes de se recombinar com alguns elétrons para gerar a eletroluminescência. (2) A quantidade de eletroluminescência então se torna estável enquanto a camada que acomoda os elétrons cresce gradualmente na mesma taxa que a camada de buracos recua.
“O método de observação espectroscópica usado neste estudo é aplicável não apenas aos LECs, mas a todos os dispositivos emissores de luz, incluindo os OLEDs”, explicou o professor Kanemoto. “Usando esta técnica, esperamos revelar os detalhes do processo de eletroluminescência e, além disso, levará à detecção precoce de processos que interferem na operação do dispositivo. No futuro, nos esforçaremos para reduzir o tempo de medição de nosso sistema para criar um sistema de diagnóstico rápido do dispositivo.”
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